【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于钠离子电池，涉及一种钠离子电池前驱体及其制备方法和应用。
技术介绍
1、由于钠元素与锂元素相似的理化特性和丰富的储量来源，钠离子电池有望取代锂离子电池，在电动摩托车、低速电动汽车和大规模储能领域具有巨大的应用潜力。
2、钠离子电池正极材料中，层状过渡金属氧化物正极材料具有紧凑的晶体结构、低成本和易于合成等优点，是一类有前景的正极材料。但是，在充放电过程中，钠离子电池面临严重的相结构转变、缓慢的扩散动力学、以及界面退化等重大挑战。
3、针对以上问题，对钠离子电池进行改性的手段主要为包覆和掺杂，其中，钠离子电池正极材料的包覆材料大致有四种类型，分别是金属氧化物、非金属元素包覆、钠/锂快离子导体、有机物/导电高分子等。
4、cn108987708a公开了一种钠离子电池正极材料，其制备方法包括先制备正极材料基体，而后将正极材料基体与锆源混合后煅烧。该专利通过采用zro2对钠离子电池正极材料基体进行包覆，提高了电池的比容量和循环稳定性。
5、cn110224130a公开了一种导电高分子包覆的普鲁士蓝类钠离子电池正极材料，其制备方法包括先制备普鲁士蓝类似物，而后将导电高分子单体和普鲁士蓝类似物加入到水中，超声分散并搅拌得到浊液，保持一定温度，在搅拌状态下，将包含诱发剂的溶液加入到浊液中，滴加完毕后继续搅拌6-10h，将沉淀物离心、洗涤、干燥，得到导电高分子包覆的普鲁士蓝类钠离子电池正极材料。该专利通过在普鲁士蓝类似物表面原位聚合导电高分子，实现体相材料为普鲁士蓝类似物、表面为导电
6、cn109449395a公开了一种锂离子导体包覆改性钠离子电池正极材料的制备方法，通过溶胶凝胶法和湿化学包覆法制备出了纯相锂离子导体包覆的钠离子电池正极材料。制备的锂离子导体包覆的钠离子电池正极材料相比于没有包覆的材料，在电池比容量和倍率等电池性能方面都有了很大提高和改进。
7、虽然不同类型的钠离子电池正极材料包覆材料各有优势，但同样各自有各自的不足，在改善钠离子电池动力学性能方面仍有待进一步提升，而且，在正极材料表面直接包覆，由于界面问题导致性能提升受限。
8、因而，提供一种新的包覆方法，以改善钠离子电池的动力学性能，是目前亟待解决的技术问题。
技术实现思路
1、针对现有技术中存在的上述问题，本专利技术的目的在于提出一种钠离子电池前驱体及其制备方法和应用。
2、为达上述目的，本专利技术采用以下技术方案：
3、第一方面，本专利技术提供一种钠离子电池前驱体，所述钠离子电池前驱体包括前驱体基体以及包覆在所述前驱体基体表面的羟基锡酸锌包覆层。
4、本专利技术提供了一种新型的钠离子电池前驱体，通过在前驱体基体的表面包覆羟基锡酸锌包覆层，可以使得采用该前驱体制备正极材料的性能得到提升。其技术原理如下：采用正极材料前驱体进行正极材料的制备时，一般要经过配钠和煅烧的步骤，由于前驱体的表面具有羟基锡酸锌包覆层，因此，一方面在配钠和煅烧后可以原位构建氧化锌和氧化锡的包覆层，作为屏障避免正极材料受潮，抵御电解液/电解质的侵蚀，抑制界面反应，另一方面，原位构建氧化锌和氧化锡的包覆层的同时，还会在包覆层与正极材料基体近表面诱导形成缺钠相，改善整个材料颗粒的动力学性能，提升电池的电化学性能，电池的倍率性能和循环性能得到提升。
5、以下作为本专利技术优选的技术方案，但不作为对本专利技术提供的技术方案的限制，通过以下优选的技术方案，可以更好的达到和实现本专利技术的技术目的和有益效果。
6、优选地，以所述钠离子电池前驱体的总质量为100％计，所述羟基锡酸锌包覆层的含量为0.05wt％～5wt％，例如0.05wt％、0.07wt％、0.08wt％、0.1wt％、0.3wt％、0.6wt％、0.6wt％、0.8wt％、1wt％、1.2wt％、1.5wt％、1.7wt％、2wt％、2.3wt％、2.5wt％、2.8wt％、3wt％、3.3wt％、3.6wt％、3.8wt％、4wt％、4.2wt％、4.4wt％、4.7wt％或5wt％等。
7、优选地，所述前驱体基体的化学式为nixfeamnbmy(oh)2，其中x+y+a+b＝1，0.05≤y≤0.16，其中，m包括cu、mg、ti、v、cr、co、ta、la、nb、zr、al、sn、ru、sr、w和mo中的至少一种。
8、优选地，x+y＝0.33，a＝0.33，b＝0.33。
9、第二方面，本专利技术提供一种如第一方面所述的钠离子电池前驱体的制备方法，所述制备方法包括以下步骤：
10、(1)用碱液将可溶性锡盐溶解，得到含锡溶液；
11、(2)将氧化锌、水和前驱体基体加入到所述的含锡溶液中，升温，反应，得到所述的钠离子电池前驱体。
12、本专利技术的方法中，由于锡盐易水解生成沉淀，使用碱液将其溶解可以有效地抑制水解。
13、优选地，步骤(1)所述碱液包括naoh溶液、koh溶液、或naoh和koh的混合溶液。
14、优选地，步骤(1)所述碱液的浓度为2mol/l～7mol/l，例如2mol/l、3mol/l、3.5mol/l、4mol/l、4.5mol/l、5mol/l、5.5mol/l、6mol/l、6.5mol/l或7mol/l等。
15、优选地，步骤(1)所述碱液的用量满足使可溶性锡盐滴定至无色澄清。
16、优选地，步骤(1)所述可溶性锡盐包括sncl4。
17、优选地，步骤(1)所述含锡溶液中的sn浓度为2g/l～10g/l，例如2g/l、3g/l、3.5g/l、4g/l、4.5g/l、5g/l、5.5g/l、6g/l、7g/l、7.5g/l、8g/l、9g/l或10g/l等。
18、作为本专利技术所述钠离子电池前驱体的制备方法的优选技术方案，步骤(2)所述前驱体基体的粒径d50为4μm～18μm，例如4μm、4.5μm、5μm、5.5μm、6μm、6.5μm、7μm、8μm、8.5μm、9μm、9.5μm、10μm、10.5μm、11μm、11.5μm、12μm、12.5μm、13μm、14μm、14.5μm、15μm、16μm、16.5μm、17μm或18μm等。
19、优选地，步骤(2)中，相对于每1l的含锡溶液，所述氧化锌的用量为1g～10g，例如1g、2g、3g、4g、5g、6g、7g、8g、9g或10g等。
20、优选地，步骤(2)中，相对于每1l的含锡溶液，所述水的用量为0.5l～5l，例如0.5l、1l、1.5l、2l、2.5l、3l、3.5l、4l、4.5l或5l等。
21、优选地，步骤(2)中，升温至70℃～90℃，例如70℃、75℃、80℃、82℃、85℃、88℃或90℃等。
22、优选地，步骤(2)所本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种钠离子电池前驱体，其特征在于，所述钠离子电池前驱体包括前驱体基体以及包覆在所述前驱体基体表面的羟基锡酸锌包覆层。
2.根据权利要求1所述的钠离子电池前驱体，其特征在于，以所述钠离子电池前驱体的总质量为100％计，所述羟基锡酸锌包覆层的含量为0.05wt％～5wt％。
3.根据权利要求1所述的钠离子电池前驱体，其特征在于，所述前驱体基体的化学式为NixFeaMnbMy(OH)2，其中x+y+a+b＝1，0.05≤y≤0.16，其中，M包括Cu、Mg、Ti、V、Cr、Co、Ta、La、Nb、Zr、Al、Sn、Ru、Sr、W和Mo中的至少一种；
4.一种如权利要求1-3任一项所述的钠离子电池前驱体的制备方法，其特征在于，所述制备方法包括以下步骤：
5.根据权利要求4所述的钠离子电池前驱体的制备方法，其特征在于，步骤(1)所述碱液包括NaOH溶液、KOH溶液、或NaOH和KOH的混合溶液；
6.根据权利要求4或5所述的钠离子电池前驱体的制备方法，其特征在于，步骤(2)所述前驱体基体的粒径D50为4μm～18μm；
...【技术特征摘要】
1.一种钠离子电池前驱体，其特征在于，所述钠离子电池前驱体包括前驱体基体以及包覆在所述前驱体基体表面的羟基锡酸锌包覆层。
2.根据权利要求1所述的钠离子电池前驱体，其特征在于，以所述钠离子电池前驱体的总质量为100％计，所述羟基锡酸锌包覆层的含量为0.05wt％～5wt％。
3.根据权利要求1所述的钠离子电池前驱体，其特征在于，所述前驱体基体的化学式为nixfeamnbmy(oh)2，其中x+y+a+b＝1，0.05≤y≤0.16，其中，m包括cu、mg、ti、v、cr、co、ta、la、nb、zr、al、sn、ru、sr、w和mo中的至少一种；
4.一种如权利要求1-3任一项所述的钠离子电池前驱体的制备方法，其特征在于，所述制备方法包括以下步骤：
5.根据权利要求4所述的钠离子电池前驱体的制备方法，其特征在于，步...
【专利技术属性】
技术研发人员：张坤，李雪倩，许开华，于杨，李聪，薛晓斐，
申请(专利权)人：荆门市格林美新材料有限公司，
类型：发明
国别省市：
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