【技术实现步骤摘要】
本申请涉及电化学，尤其涉及一种正极材料及其制备方法、正极极片与钠离子电池。
技术介绍
1、锂离子电池广泛应用于二次储能领域中，主要的应用类型包括磷酸铁锂电池与三元锂电池，磷酸铁锂电池的应用规模逐渐扩大，但锂盐价格的升高使得磷酸铁锂电池的成本逐渐升高，并且三元锂电池由于安全性问题不能大规模应用于储能市场，因此，储能市场对低成本且高安全性的电池的需求量增大。作为与锂同族的钠，地壳储量丰富，且与锂的物化性质类似，进而采用钠制备的钠离子电池具有低成本的优点，钠离子电池可替代部分锂离子电池进行二次储能功能，在储能市场中的占比逐渐增大。目前钠离子电池主要应用的正极材料有过渡金属氧化物、聚阴离子型化合物或铁基普鲁士类化合物。其中，聚阴离子型正极材料在钠离子的嵌入和脱出过程中体积变化小且相变少，进而聚阴离子型正极材料颗粒在钠离子电池的充放电过程中从正极极片上的脱落量少，可以保证钠离子电池的循环性能，为应用较多的正极材料。
2、但在聚阴离子型正极材料的结构导电框架中，过渡金属的价电子的电子云被孤立从而阻碍了电子交换，且聚阴离子类化合物中聚阴离子结构单元由很强的共价键紧密连接，将聚阴离子基团和过渡金属离子的价电子隔开，电子在过渡金属离子间的传递被聚阴离子基团所阻碍，使得聚阴离子型正极材料的电子电导率较差，导致钠离子电池的倍率性能较差。
技术实现思路
1、本申请提供一种正极材料及其制备方法、正极极片与钠离子电池，通过聚酰亚胺材料与复合金属氮化物形成的包覆层包覆在活性物质表面，聚酰亚胺材料具有
2、第一方面，本申请提供一种正极材料，所述正极材料包括:
3、活性物质，所述活性物质的化学通式为naxmy(xo4)z，2≤x≤3，1≤y≤2，1≤z≤3，其中，m包括ti、v、fe和mn中的至少一种，x包括s、p和si中的至少一种；及
4、位于所述活性物质的至少部分表面的包覆层，所述包覆层包括聚酰亚胺材料与复合金属氮化物。
5、在一些实施方式中，所述活性物质的化学通式为na3m2(po4)3，m包括al3+、ti3+、v3+和fe3+中的至少一种。
6、在一些实施方式中，所述活性物质的化学通式为na2m(so4)2，其中，m包括fe2+和mn2+中的至少一种。
7、在一些实施方式中，所述聚酰亚胺材料含有共轭羰基结构。
8、在一些实施方式中，所述包覆层中掺杂有氟元素。
9、在一些实施方式中，所述包覆层的厚度为10nm～100nm。
10、在一些实施方式中，所述复合金属氮化物中的金属元素包括ti、al、nb和ta中的至少两种。
11、在一些实施方式中，所述复合金属氮化物的平均粒径为5nm～15nm。
12、在一些实施方式中，所述复合金属氮化物含有层状结构。
13、在一些实施方式中，所述正极材料的晶胞体积为
14、在一些实施方式中，所述正极材料的钠离子扩散系数为1×10-12～1×10-9。
15、在一些实施方式中，所述正极材料的ph值为8.2～8.8。
16、在一些实施方式中，所述正极材料的比表面积为1m2/g～13m2/g。
17、在一些实施方式中，所述正极材料的振实密度为0.6g/cm3～0.9g/cm3。
18、在一些实施方式中，采用icp测试所述正极材料，所述正极材料的氟含量为0～800ppm，且氟含量不为0。
19、在一些实施方式中，采用al-kα射线进行所述正极材料粉末的xps测定，所述正极材料的氮含量为0～1000ppm，且氮含量不为0。
20、在一些实施方式中，所述正极材料的氧化还原电势差为0.3v～0.8v。
21、第二方面，本申请提供一种正极材料的制备方法，所述制备方法包括:
22、将复合金属氮化物加入含聚酰亚胺单体的混合溶液中，进行聚合反应，得到包覆材料，所述包覆材料包括聚酰亚胺和复合金属氮化物；
23、将含活性物质与所述包覆材料的混合物进行烧结处理，得到正极材料；所述活性物质的化学通式为naxmy(xo4)z，2≤x≤3，1≤y≤2，1≤z≤3，其中，m包括ti、v、fe和mn中的至少一种，x包括s、p和si中的至少一种。
24、在一些实施方式中，在将所述复合金属氮化物加入含所述聚酰亚胺单体的溶液中之前，所述制备方法还包括:对所述复合金属氮化物进行氟掺杂处理。
25、在一些实施方式中，在将所述复合金属氮化物加入含所述聚酰亚胺单体的溶液中之前，所述制备方法还包括:将所述复合金属氮化物进行氟掺杂处理；其中，所述氟掺杂处理采用的掺杂材料为氟化钠源粉末。
26、在一些实施方式中，在将所述复合金属氮化物加入含所述聚酰亚胺单体的溶液中之前，所述制备方法还包括:将所述复合金属氮化物进行氟掺杂处理；其中，所述氟掺杂处理采用的掺杂材料为氟化钠源粉末，所述氟化钠源粉末包括氟化钠粉末、六氟合铝酸钠粉末和氟化氢钠粉末中的至少一种。
27、在一些实施方式中，在将所述复合金属氮化物加入含所述聚酰亚胺单体的溶液中之前，所述制备方法还包括:将所述复合金属氮化物进行氟掺杂处理；其中，所述氟掺杂处理采用的掺杂材料为氟化钠源粉末，所述氟掺杂处理采用的溶剂为浓盐酸溶液。
28、在一些实施方式中，在将所述复合金属氮化物加入含所述聚酰亚胺单体的溶液中之前，所述制备方法还包括:将所述复合金属氮化物进行氟掺杂处理；其中，所述氟掺杂处理采用的掺杂材料为氟化钠源粉末，所述氟掺杂处理采用的溶剂为浓盐酸溶液，且所述氟化钠源粉末、所述复合金属氮化物以及所述浓盐酸溶液的质量比为1:(0.5～0.75):(5～50)。
29、在一些实施方式中，在将所述复合金属氮化物加入含所述聚酰亚胺单体的溶液中之前，所述制备方法还包括:将所述复合金属氮化物进行氟掺杂处理；其中，所述氟掺杂处理在保护气氛下进行。
30、在一些实施方式中，在将所述复合金属氮化物加入含所述聚酰亚胺单体的溶液中之前，所述制备方法还包括:将所述复合金属氮化物进行氟掺杂处理；其中，所述氟掺杂处理在保护气氛下进行，所述保护气氛为氩气和氮气中的至少一种。
31、在一些实施方式中，在将所述复合金属氮化物加入含所述聚酰亚胺单体的溶液中之前，所述制备方法还包括:将所述复合金属氮化物进行氟掺杂处理；其中，所述氟掺杂处理还包括超声搅拌过程。
32、在一些实施方式中，在将所述复合金属氮化物加入含所述聚酰亚胺单体的溶液中之前，所述制备方法还包括:将所述复合金属氮化物进行氟掺杂处理；其中，所述氟掺杂处理还包括超声搅拌过程，所述超声搅拌的时间为1h～4h。
33、在一些实施方式中，所述聚酰亚胺单体与所述复合金属氮化物的质量比本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种正极材料，其特征在于，所述正极材料包括:
2.根据权利要求1所述正极材料，其特征在于，所述正极材料具有如下特征中的至少一者:
3.根据权利要求1所述正极材料，其特征在于，所述正极材料具有如下特征中的至少一者:
4.根据权利要求1所述正极材料，其特征在于，所述正极材料具有如下特征中的至少一者:
5.一种正极材料的制备方法，其特征在于，所述制备方法包括:
6.根据权利要求5所述正极材料的制备方法，其特征在于，所述制备方法具有如下特征中的至少一者:
7.根据权利要求5所述正极材料的制备方法，其特征在于，所述制备方法具有如下特征中的至少一者:
8.根据权利要求5所述正极材料的制备方法，其特征在于，所述制备方法具有如下特征中的至少一者:
9.一种正极极片，其特征在于，所述正极极片包括权利要求1～5任一项所述的正极材料或权利要求6～8任一项所述正极材料的制备方法得到的。
10.一种钠离子电池，其特征在于，所述钠离子电池包括权利要求9所述的正极极片。
【技术特征摘要】
1.一种正极材料，其特征在于，所述正极材料包括:
2.根据权利要求1所述正极材料，其特征在于，所述正极材料具有如下特征中的至少一者:
3.根据权利要求1所述正极材料，其特征在于，所述正极材料具有如下特征中的至少一者:
4.根据权利要求1所述正极材料，其特征在于，所述正极材料具有如下特征中的至少一者:
5.一种正极材料的制备方法，其特征在于，所述制备方法包括:
6.根据权利要求5所述正极材料的制备方法，其特征在于，所述制...
【专利技术属性】
技术研发人员：孙存思，张宸睿，
申请(专利权)人：贝特瑞江苏新材料科技有限公司，
类型：发明
国别省市：
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。