一种复合改性的钠离子电池正极材料及其制备方法技术

本发明专利技术涉及一种复合改性的钠离子电池正极材料及其制备方法和应用。本发明专利技术通过在材料中体位掺杂Zr元素和碱金属位的协同掺杂，提高材料的结构稳定性。同时通过严格限定过渡金属层中掺杂金属的离子半径与Zr4+的离子半径的差异在一定的范围，Zr4+可部分进入过渡金属层中原掺杂金属的位点。Zr元素的引入打破了原本的过渡金属层有序结构，影响钠层中钠离子位点的形成能，使得碱金属位掺杂更容易引入，钠层的Na+/空位有序被扰乱，钠层间距更大，这种无序的钠层排布和更大的层间距为钠离子的传输提供了良好的配位环境和通畅传输路径，有利于Na+的快速扩散，从而提高材料的倍率性能。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及材料，特别涉及一种复合改性的钠离子电池正极材料及其制备方法。

技术介绍

1、随着全球对可再生能源和可持续发展的需求不断增加，储能技术作为解决能源存储和分发问题的关键领域之一，引起了广泛的研究和关注。在储能技术中，钠离子电池作为锂离子电池的潜在替代品，由于其丰富的钠资源、低成本和相对较高的能量密度而备受瞩目。然而，要实现钠离子电池的规模化应用，必须克服一系列挑战，其中之一是提高正极材料的性能以满足日益增长的需求。

2、作为钠离子电池的关键部件，钠离子电池正极材料主要包含层状氧化物、聚阴离子化合物、普鲁士蓝/白三种技术路线，其中层状氧化物技术路线因通过晶格氧的氧化还原反应可进一步提高能量密度、倍率性能好等优点成为当下研究热点。按照钠离子的配位构型与氧的堆垛层数，将层状氧化物分为p2、p3、o2、o3相，其中最常见的是p2和o3两种结构。对于p2型氧化物，由于棱柱空间的扩散通道更宽，钠离子能量稳定，易于扩散，其具有更高的钠离子导电性和更好的结构稳定性；但其相对较低的钠含量，导致材料的克容量较低，难以用于高能量密度全电池体系。与之相对的是本文档来自技高网...

【技术保护点】

1.一种复合改性的钠离子电池正极材料，其化学通为：NaαAβMxMn1-x-yZryO2；其中0.8≤α≤1.02；0＜β≤0.1；0.1≤x≤0.7；0＜y≤0.15；

2.根据权利要求1所述的复合改性的钠离子电池正极材料，其特征在于，所述A选自Li+、K+、Ca2+的一种或多种。

3.根据权利要求1所述的复合改性的钠离子电池正极材料，其特征在于，所述M的离子半径dM与元素Zr的离子半径满足如下关系：

4.根据权利要求1所述的复合改性的钠离子电池正极材料，其特征在于，所述元素M选自Mn4+、Al3+、Ti4+、W6+、Fe3+、Ni2+、Mg2+、C...

【技术特征摘要】

1.一种复合改性的钠离子电池正极材料，其化学通为：naαaβmxmn1-x-yzryo2；其中0.8≤α≤1.02；0＜β≤0.1；0.1≤x≤0.7；0＜y≤0.15；

2.根据权利要求1所述的复合改性的钠离子电池正极材料，其特征在于，所述a选自li+、k+、ca2+的一种或多种。

3.根据权利要求1所述的复合改性的钠离子电池正极材料，其特征在于，所述m的离子半径dm与元素zr的离子半径满足如下关系：

4.根据权利要求1所述的复合改性的钠离子电池正极材料，其特征在于，所述元素m选自mn4+、al3+、ti4+、w6+、fe3+、ni2+、mg2+、cu2+、zn2+中的一种或多种。

5.根据权利要求1所述的复合改性的钠离子电池正极材料，其特征在于，所述复合改性的钠离子电池正极材料的压实密度为2.4-4.0g/cm3，水分含...

【专利技术属性】
技术研发人员：郭启涛，蔡伟华，赵建明，
申请(专利权)人：深圳华钠新材有限责任公司，
类型：发明
国别省市：