一种无机酸钠盐包覆的钠离子层状氧化物正极材料及其制备方法技术

技术编号:40869688 阅读:50 留言:0更新日期:2024-04-08 16:36
本发明专利技术公开了一种无机酸钠盐包覆的钠离子电池层状正极材料,化学式表达为Na<subgt;x</subgt;TMO<subgt;2</subgt;@Na<subgt;a</subgt;N<subgt;b</subgt;O<subgt;c</subgt;,Na<subgt;a</subgt;N<subgt;b</subgt;O<subgt;c</subgt;为无机酸盐,均匀包覆在层状金属氧化物Na<subgt;x</subgt;TMO<subgt;2</subgt;的表面,其中TM为过渡金属Ni、Co、Mn、Cu、Fe、Ti中的至少一种,N则为B、P、Si、S中的至少一种;x为2/3至1,1≤a≤3,1≤b≤4,c满足Na<subgt;a</subgt;N<subgt;b</subgt;O<subgt;c</subgt;的电荷平衡,包覆层厚度为10‑15nm。本发明专利技术正极材料制备是将Na<subgt;x</subgt;TMO<subgt;2</subgt;与包覆材料通过高温融合包覆机进行先中高温包覆、再常温包覆的两段式包覆工艺,进行充分整型包覆,进而得到热稳定性优良的正极包覆材料,电化学性能优异,特别是高温下循环稳定性优异。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于化学电源领域,具体涉及一种无机酸盐包覆的钠离子电池层状正极材料及其制备方法。


技术介绍

1、随着近十年来大规模储能领域的快速发展,锂资源不足且在全球分布不均的问题严重制约了锂离子电池在大规模储能领域的广泛应用。相反,钠离子电池由于钠资源的富足,因而其成本低廉,被认为在大规模储能领域有着良好的应用前景。

2、在众多钠离子电池正极材料中,层状正极材料因其具有制备简单、容量高、低污染以及原料广的优点,被认为是一种适用于大规模储能应用的理想正极材料。然而大多数钠离子层状氧化物在充放电过程中出现结构稳定性变差,容量下降,过渡金属溶解,热稳定性、高温循环变差等问题,限制了其进一步商业化应用。采用包覆对钠离子电池正极材料进行包覆是现有技术中经常采用的手段。包覆层能够缓解电解液对材料的腐蚀,降低过渡金属离子的溶出,提高正极材料的循环稳定性和热稳定性。

3、cn112456567a公开了一种利用湿法实现氧化物包覆层状正极的方法,该方法是将金属源溶解或分散在易挥发溶剂中,干燥后通过煅烧使金属源分解成氧化物包覆在材料表面。但是该方法会带来干本文档来自技高网...

【技术保护点】

1.一种无机酸钠盐包覆的钠离子电池层状正极材料,其特征在于,化学式表达为NaxTMO2@NaaNbOc,NaaNbOc为无机酸盐,均匀包覆在层状金属氧化物NaxTMO2的表面,其中TM为过渡金属Ni、Co、Mn、Cu、Fe、Ti中的至少一种,N则为B、P、Si、S中的至少一种;x为2/3至1,1≤a≤3,1≤b≤4,c满足NaaNbOc的电荷平衡。

2.根据权利要求1所述的无机酸钠盐包覆的钠离子电池层状正极材料,其特征在于,NaaNbOc选自Na2SiO3、Na2BO3、Na3PO4、Na2SO4中的至少一种。

3.根据权利要求1所述的无机酸钠盐包覆的钠离子电池层...

【技术特征摘要】

1.一种无机酸钠盐包覆的钠离子电池层状正极材料,其特征在于,化学式表达为naxtmo2@naanboc,naanboc为无机酸盐,均匀包覆在层状金属氧化物naxtmo2的表面,其中tm为过渡金属ni、co、mn、cu、fe、ti中的至少一种,n则为b、p、si、s中的至少一种;x为2/3至1,1≤a≤3,1≤b≤4,c满足naanboc的电荷平衡。

2.根据权利要求1所述的无机酸钠盐包覆的钠离子电池层状正极材料,其特征在于,naanboc选自na2sio3、na2bo3、na3po4、na2so4中的至少一种。

3.根据权利要求1所述的无机酸钠盐包覆的钠离子电池层状正极材料,其特征在于,所述的无机酸钠盐涂层包覆的钠电层状正极材料,其特征在于,包覆层厚度为5-30nm,优选为10-15nm。

4.权利要求1-3任一项所述无机酸钠盐包覆的钠离子电池层状正极材料的制备方法,其特征在于,包括以下步骤:将钠离子电池层状正极材料naxtmo2和含n元素的无机酸或氧化物或单质源材料于融合包覆机充分整型包覆;包覆工艺是先进行400-600℃的中高温融合包覆,再进行常温融合包覆;n元素为b、p、si、s中的至少一种。

5.根据权利要求4所述的制备方法,其特征在于,中高温融合包覆是在500-600℃,600-800rpm条件下包覆2-4小时;常温融合包覆是在20-30℃,1200...

【专利技术属性】
技术研发人员:郭玉国郭玉洁殷雅侠辛森李慧徐丽王博白会涛盛鹏李圣驿薛睛裘吕超梅简周宇通
申请(专利权)人:中国科学院化学研究所
类型:发明
国别省市:

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