一种低内阻钠离子电池正极材料及其制备方法技术

本发明专利技术公开了一种低内阻钠离子电池正极材料，化学表达式为Na<subgt;m</subgt;Ni<subgt;a</subgt;Mn<subgt;b</subgt;Ti<subgt;c</subgt;X<subgt;n</subgt;O<subgt;2</subgt;，其中0.65≤m≤0.75，0.25≤a≤0.35，0.30≤b≤0.60，0.10≤c≤0.35，0≤n≤0.1，X为金属元素Co、Cu、Fe、Mg、Zr、Sr、Hf、Al、Sn、Nb、Zn中的一种或多种元素的组合。本发明专利技术通过在体相中掺杂没有姜‑泰勒效应的元素，稀释具有姜‑泰勒效应的Ni、Mn离子，使其不易发生溶解反应迁移到负极侧沉积，降低电池内阻。在制备工艺方面，提出预烧前驱体，使添加剂元素在宿主结构中进行初步扩散，再与钠源混合后进行烧结，有效提升材料的电化学性能。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于化学电源领域，具体涉及一种低内阻钠离子电池正极材料及其制备方法。

技术介绍

1、钠电层状氧化物正极材料因具有较高的比容量，且与锂电正极材料工艺设备具有较高的兼容性，成为目前产业化最快的技术路线。p2相层状正极材料因倍率高，循环好且空气稳定性好而成为最有望大规模应用的钠离子电池正极材料之一。最典型的p2相结构钠离子电池正极材料为p2-na2/3[ni1/3mn2/3]o2，结构对应的空间群为p63/mmc，属于六方晶系，其中过渡金属层中ni和mn呈现蜂窝状有序排布，即每个ni2+被6个mn4+包围，呈周期性排列。但是在充放电过程中，晶体内部结构会发生改变，(101)峰会向低角度偏移，而(110)峰则会向高角度偏移，这说明在na+脱出的过程中c轴在不断膨胀而a轴在收缩，随着na+的持续脱出，便会伴随着相变的发生。为了减少这种相变，常用的办法是在体相中掺杂没有姜-泰勒效应的元素，如ti、al、mg、zn、sn等元素，这些元素能够稀释具有姜-泰勒效应的ni、mn离子，使其不易发生溶解反应迁移到负极侧沉积，避免造成负极侧固定电解质中间相膜厚度增加。...

【技术保护点】

1.一种低内阻钠离子电池正极材料，其特征在于，化学表达式为NamNiaMnbTicXnO2，其中0.65≤m≤0.75，0.25≤a≤0.35，0.30≤b≤0.60，0.10≤c≤0.35，0≤n≤0.1，X为金属元素Co、Cu、Fe、Mg、Zr、Sr、Hf、Al、Sn、Nb、Zn中的一种或多种元素的组合。

2.根据权利要求1所述的低内阻钠离子电池正极材料，其特征在于，0.10≤c≤0.20，0.01≤n≤0.05，且X为Fe、Cu、Zn、Mg中的至少一种。

3.权利要求1或2所述的低内阻钠离子电池正极材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

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【技术特征摘要】

1.一种低内阻钠离子电池正极材料，其特征在于，化学表达式为namniamnbticxno2，其中0.65≤m≤0.75，0.25≤a≤0.35，0.30≤b≤0.60，0.10≤c≤0.35，0≤n≤0.1，x为金属元素co、cu、fe、mg、zr、sr、hf、al、sn、nb、zn中的一种或多种元素的组合。

2.根据权利要求1所述的低内阻钠离子电池正极材料，其特征在于，0.10≤c≤0.20，0.01≤n≤0.05，且x为fe、cu、zn、mg中的至少一种。

3.权利要求1或2所述的低内阻钠离子电池正极材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

4.根据权利要求3所述的制备方法，其特征在于，所述钠源选自氧化钠、过氧化钠、碳酸钠、碳酸氢钠、氢氧化钠、草酸钠中的至少一种；所述镍锰前驱体选自镍和/或锰的氢氧化物，镍和/或锰的氧化物中的至少一种。

5.根据权利要求3所述的制备方法，其特征在于，所述掺杂元素x的氧化物为co...

【专利技术属性】
技术研发人员：侯月丹，施乾平，
申请(专利权)人：山东华纳新能源有限公司，
类型：发明
国别省市：