【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及钠离子电池，具体而言，涉及一种缺钠o3相正极材料及其制备方法、正极片、钠离子电池和用电设备。
技术介绍
1、由于o3相钠离子正极材料具有与钴酸锂、锂电三元正极相同的层状结构，所以o3相钠离子正极材料被认为是最具有价值的钠离子正极材料之一，o3相钠离子正极材料的分子式可以表示为naxmo2，其主要工作原理为na元素以离子形态在金属层状氧化物中反复脱出-嵌入提供充放电容量，同时通过过渡金属m的变价进行充放电过程中的电荷补偿。
2、多元o3材料具有较高的比容量，且na与过渡金属m的配比往往取值接近为1：1，该材料设计过程中m平均价态为+3价，通过价态配平后x取值约等于1。该类材料理论比容量较高，但是该类材料具有较低的中值电压，平均在3.0-3.2v左右，相比锂电正极材料中值电压3.8左右的水平，钠离子正极材料较低的中值电压限制了材料的实用性，使材料的实用性大打折扣，尤其限制了钠离子二次电池在对功率以及能量密度要求较高的应用场景，比如二轮电动车、纯电动商务车等领域。
3、有鉴于此，特提出本专利技术。
技术实现思路
1、本专利技术的第一目的在于提供一种缺钠o3相正极材料，该正极材料具有高中值电压，且高电压循环性能表现优异。解决了现有技术提供的o3相正极材料中值电压低的问题。
2、本专利技术的第二目的在于提供一种缺钠o3相正极材料的制备方法，该方法具体操作简单、流程短以及适合批量化生产等优点。
3、本专利技术的第三目的在于提供一种正
4、本专利技术的第四目的在于提供一种钠离子电池，该钠离子电池具有中值电压高、容量高和循环性能好等优点。
5、本专利技术的第五目的在于提供一种用电设备。
6、为了实现本专利技术的上述目的，特采用以下技术方案：
7、本专利技术首先提供了一种缺钠o3相正极材料，所述缺钠o3相正极材料的化学式为nayaagbj1-a-bo2；
8、其中，a的化合价为+2价，a包括ni和cu中的至少一种；可选地，a还包括mg、zn和ca中的至少一种；
9、g的化合价为+3价，g包括fe；可选地，g还包括co和al中的至少一种；
10、j的化合价为+4价，j包括mn；可选地，j还包括ti；
11、0.8≤y≤0.95，0.25≤a≤0.4，0<b<0.35，1-a-b≥0.4，且y＝2a+b。
12、优选地，a、g和j的加权平均化合价为3.05～3.2。
13、优选地，含有所述缺钠o3相正极材料的钠离子电池在2.5～4.2v电压区间的放电中值电压大于3.2v，其中，所述放电中值电压为所述钠离子电池的充放电曲线的交点处对应的电压值。
14、优选地，含有所述缺钠o3相正极材料的钠离子电池在2.0～4.2v电压区间、0.1c下的首次放电比容量≥135mah/g。
15、优选地，含有所述缺钠o3相正极材料的钠离子电池在1c下循环50周的容量保持率≥88％。
16、本专利技术进一步提供了所述缺钠o3相正极材料的制备方法，包括如下步骤：
17、将含有na元素、a元素、g元素和j元素的物料进行烧结。
18、优选地，将na源、a源、g源和j源混合后烧结；其中，所述na源包括含na化合物，所述a源包括含a化合物，所述g源包括含g化合物，所述j源包括含j化合物。
19、优选地，将na源与含有a元素、g元素和j元素的前驱体混合后烧结；其中，所述na源包括含na化合物，所述含有a元素、g元素和j元素的前驱体包括含有a元素、g元素和j元素的氢氧化物和含有a元素、g元素和j元素的碳酸盐中的至少一种。
20、本专利技术再进一步提供了一种正极片，包括所述缺钠o3相正极材料。
21、本专利技术又提供了一种钠离子电池，包括所述正极片。
22、本专利技术还提供了一种用电设备，包括所述钠离子电池。
23、与现有技术相比，本专利技术的有益效果为：
24、(1)本专利技术提供的缺钠o3相正极材料具有高中值电压，且高电压循环性能表现优异，有利于提升正极材料的实用性。
25、(2)本专利技术提供的缺钠o3相正极材料，在具有高中值电压的前提下，兼具高容量以及优异的循环性能。
26、(3)本专利技术提供的缺钠o3相正极材料，在2.5-4.2v电压区间的中值电压大于3.2v，高于常规多元o3相正极材料naxmo2的中值电压(2.9-3.2v)。
27、(4)本专利技术提供的缺钠o3相正极材料为缺钠材料，y小于1，该正极材料配钠量低，具有ph值低，残碱低的优点，有利于电芯加工、减缓电芯高电压胀气，有利于提升高电压循环性能。
28、(5)本专利技术提供的缺钠o3相正极材料为富mn基或mn/ti基正极材料，可以确保高电压充放电过程中材料结构的稳定性，且mn和ti的用量提高了过渡金属元素的加权平均化合价，有利于提高缺钠o3相正极材料的中值电压。
29、(6)本专利技术提供的缺钠o3相正极材料能够满足更多高功率、高电压的应用场景，例如二次电池的动力市场，户外高功率作业场景等等。
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1.一种缺钠O3相正极材料，其特征在于，所述缺钠O3相正极材料的化学式为NayAaGbJ1-a-bO2；
2.根据权利要求1所述缺钠O3相正极材料，其特征在于，A、G和J的加权平均化合价为3.05～3.2。
3.根据权利要求1所述缺钠O3相正极材料，其特征在于，含有所述缺钠O3相正极材料的钠离子电池在2.5～4.2V电压区间的放电中值电压大于3.2V，其中，所述放电中值电压为所述钠离子电池的充放电曲线的交点处对应的电压值。
4.根据权利要求1所述缺钠O3相正极材料，其特征在于，含有所述缺钠O3相正极材料的钠离子电池在2.0～4.2V电压区间、0.1C下的首次放电比容量≥135mAh/g。
5.根据权利要求1所述缺钠O3相正极材料，其特征在于，含有所述缺钠O3相正极材料的钠离子电池在1C下循环50周的容量保持率≥88％。
6.如权利要求1～5任一项所述缺钠O3相正极材料的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：
7.根据权利要求6所述缺钠O3相正极材料的制备方法，其特征在于，含有以下特征(1)至(2)中的至少一项：
8.一种正极片，其特征在于，包括如权利要求1～5任一项所述缺钠O3相正极材料。
9.一种钠离子电池，其特征在于，包括如权利要求8所述正极片。
10.一种用电设备，其特征在于，包括如权利要求9所述钠离子电池。
...【技术特征摘要】
1.一种缺钠o3相正极材料，其特征在于，所述缺钠o3相正极材料的化学式为nayaagbj1-a-bo2；
2.根据权利要求1所述缺钠o3相正极材料，其特征在于，a、g和j的加权平均化合价为3.05～3.2。
3.根据权利要求1所述缺钠o3相正极材料，其特征在于，含有所述缺钠o3相正极材料的钠离子电池在2.5～4.2v电压区间的放电中值电压大于3.2v，其中，所述放电中值电压为所述钠离子电池的充放电曲线的交点处对应的电压值。
4.根据权利要求1所述缺钠o3相正极材料，其特征在于，含有所述缺钠o3相正极材料的钠离子电池在2.0～4.2v电压区间、0.1c下的首次放电比容量≥135m...
【专利技术属性】
技术研发人员：陈森，王建鑫，戚兴国，李树军，唐堃，
申请(专利权)人：溧阳中科海钠科技有限责任公司，
类型：发明
国别省市：
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