【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及钠离子电池正极材料制备，尤其涉及一种钠离子电池正极材料前驱体的制备方法及利用该制备方法制备得到的改性磷酸钒钠前驱体。
技术介绍
1、锂离子电池(lib)作为化学储能的代表，具有能量密度高、无记忆效应和低自放电等特点,是目前应用最为广泛的二次电池。然而随着对储能需求的增加，目前已开发利用的锂资源不足以支撑市场需求，造成锂电池价格居高不下。钠元素在全球分布广储量大，非常适合作为低成本储能的载体。钠离子电池具有优异的倍率特性和良好的循环稳定性，近年来受到了广泛的关注。相较于锂离子电池来说，钠离子电池原材料更加丰富，成本优势明显。钠离子电池正极主要包含聚阴离子类化合物(如：磷酸钒钠、焦磷酸铁钠等)、层状钠离子电池正极才料、普鲁士蓝类化合物等。其中聚阴离子类材料结构稳定，循环性能好，原材料来源广非常适合作为储能电池。磷酸钒钠具有钠离子快速转移的通道，倍率性能优异，平台电压高，在聚阴离子材料中具有较高的能量密度，是储能钠离子电池理想的正极材料之一。
2、目前制备磷酸钒钠前驱体主要策略是将钠源、磷源、钒源、碳源以及部分掺杂源混合均匀，较为常见的方法包括固相研磨法、溶胶凝胶法、溶剂热合成法以及喷雾干燥法等。这些传统制备方式往往存在设备投入大、混料均匀性不佳、加工周期长等问题。
3、钠离子电池正极材料前驱体制备过程中，各个元素原材料混合均匀程度，对最终电极材料电性能影响最为关键。传统的固相制备方式是将原材料全部加入高能球磨机中，并加入少量润滑剂进行研磨，最后通过干燥制备前驱体。此类方法是将固体与固体混合均匀，
技术实现思路
1、有鉴于此，为解决现有技术中采用的湿法混料方式存在原材料混合程度不均匀以及原材料之间接触不紧密，导致制备得到的钠离子正极材料性能欠佳的技术问题，一方面，本专利技术提供了一种钠离子电池正极材料前驱体的制备方法，将湿法混料与干法混料相结合的工艺显著改善原材料混料均一性，且设备简单，加工周期短，且制备的钠离子电池正极材料前驱体具有更加优异的电化学性能。
2、为实现上述目的，本专利技术提供了如下的技术方案：
3、一种钠离子电池正极材料前驱体的制备方法，包括如下步骤：
4、(1)称取可溶性碳源、磷源、钠源溶于去离子水中，形成水溶液；
5、(2)加入增稠剂至步骤(1)得到的水溶液中，并搅拌形成浆料；
6、(3)加入所需钒源至步骤(2)得到的浆料中，形成均匀浆料；
7、(4)将步骤(3)得到的浆料涂布干燥得到块状混合前驱体；
8、(5)将步骤(4)得到的块状混合前驱体破碎成前驱体粉体；
9、(6)将步骤(5)得到的前驱体粉体在惰性气氛下烧结形成钠离子电池正极材料前驱体；
10、优选地，步骤(3)中还加入掺杂元素原料。
11、优选地，步骤(4)中，涂布干燥的温度为100-150℃，涂布速度为1-20m/min。
12、优选地，步骤(5)中，前驱体粉体粒径在0.5-50μm。
13、优选地，步骤(2)中，浆料粘度为1000-2000cp。
14、优选地，步骤(2)中，添加去离子水0.5％-3％重量的增稠剂。
15、优选地，步骤(1)中，水溶液的固含量为40％-50％。
16、优选地，步骤(3)中，均匀浆料的固含量为30％-45％，粘度为1000-10000cp。
17、优选地，步骤(6)中，烧结的条件为：烧结温度700-850℃，烧结时间8-10h。
18、优选地，增稠剂为羟甲基纤维素钠、聚丙烯酸、聚氨酯类中的至少一种。
19、另一方面，本专利技术还提供了一种钠离子电池正极材料前驱体，根据上述钠离子电池正极材料前驱体的制备方法制备得到。
20、本专利技术相对于现有技术，具有如下的有益效果：
21、本专利技术提供的钠离子电池正极材料前驱体的制备方法，将湿法混料与干法混料相结合的工艺显著改善原材料混料均一性，且设备简单，加工周期短，且制备的钠离子电池正极材料前驱体具有更加优异的电化学性能，具体为：
22、本专利技术在传统湿法工艺的基础上选用部分可溶性和不溶性原材料，通过引入增稠剂提升浆料稳定性，防止浆料沉降，并且可省去了砂磨过程，显著降低材料加工周期。引入增稠剂后的浆料可采用湿膜带式干燥，减少设备投入，且湿膜在干燥过程中可溶性的材料能均匀附着在不溶性材料表面显著增加混料均一性，最后通过破碎机粉碎块状前驱体，进一步提升材料均一性。最终通过上述工艺制备的钠离子电池正极材料前驱体具有125mah/g以上的克容量，且综合电化学性能更加优异。
23、与传统聚阴离子正极材料前驱体制备方法相比，本专利技术结合了湿法混料均一性的特点，同时兼具干法混料设备简单，加工周期短的优势，做到了节约成本，提高材料利用率，增加材料均一性的优势。同时材料加工省去了球磨砂磨过程，减少设备投入，工艺设备简单，具有很好的产业化前景。
24、本专利技术选用了部分可溶原材料和不溶原材料，使得不溶材料颗粒为基底，表面能均匀附着可溶性材料，极大提升混料均一性。此外增稠剂的引入，能有效防止固液分离，保证体相的均匀性，减少沉降的发生，保证了干燥过程中材料的均一稳定性。
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1.一种钠离子电池正极材料前驱体的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：
2.根据权利要求1所述的一种钠离子电池正极材料前驱体的制备方法，其特征在于，步骤(4)中，涂布干燥的温度为100-150℃，涂布速度为1-20m/min。
3.根据权利要求1所述的一种钠离子电池正极材料前驱体的制备方法，其特征在于，步骤(5)中，前驱体粉体粒径在0.5-50μm。
4.根据权利要求1所述的一种钠离子电池正极材料前驱体的制备方法，其特征在于，步骤(2)中，浆料粘度为1000-2000CP。
5.根据权利要求1所述的一种钠离子电池正极材料前驱体的制备方法，其特征在于，步骤(2)中，添加去离子水0.5％-3％重量的增稠剂。
6.根据权利要求1所述的一种钠离子电池正极材料前驱体的制备方法，其特征在于，步骤(1)中，水溶液的固含量为40％-50％。
7.根据权利要求1所述的一种钠离子电池正极材料前驱体的制备方法，其特征在于，步骤(3)中，均匀浆料的固含量为30％-45％，粘度为1000-10000CP。
8.根据权利要求
9.根据权利要求1-8中任一项所述的一种钠离子电池正极材料前驱体的制备方法，其特征在于，增稠剂为羟甲基纤维素钠、聚丙烯酸、聚氨酯类中的至少一种。
10.一种钠离子电池正极材料前驱体，其特征在于，根据权利要求1-9中任一项所述的一种钠离子电池正极材料前驱体的制备方法制备得到。
...【技术特征摘要】
1.一种钠离子电池正极材料前驱体的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：
2.根据权利要求1所述的一种钠离子电池正极材料前驱体的制备方法，其特征在于，步骤(4)中，涂布干燥的温度为100-150℃，涂布速度为1-20m/min。
3.根据权利要求1所述的一种钠离子电池正极材料前驱体的制备方法，其特征在于，步骤(5)中，前驱体粉体粒径在0.5-50μm。
4.根据权利要求1所述的一种钠离子电池正极材料前驱体的制备方法，其特征在于，步骤(2)中，浆料粘度为1000-2000cp。
5.根据权利要求1所述的一种钠离子电池正极材料前驱体的制备方法，其特征在于，步骤(2)中，添加去离子水0.5％-3％重量的增稠剂。
6.根据权利要求1所述的一种钠离子电池正极...
【专利技术属性】
技术研发人员：李晶，腾进晗，张开波，唐鑫，谢科予，赵晓东，赵丹，
申请(专利权)人：成都钠诚新能科技有限公司，
类型：发明
国别省市：
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