【技术实现步骤摘要】
本公开涉及钠离子电池层状氧化物正极材料前驱体，具体而言，涉及钠离子电池正极材料前驱体、制备方法及应用。
技术介绍
1、常见的钠离子电池正极材料有普鲁士白、磷酸盐聚阴离子类、多元层状氧化物类等，其中多元层状氧化物类材料具有理想的比容量、易合成且具有循环稳定性，作为钠离子电池正极材料具有一定潜力优势，从而受到了广泛研究和开发。
2、层状氧化钠正极材料由许多金属离子组成，各金属离子之间相互具有良好的协调和互补作用，其中部分变价金属离子，例如cu离子等提升材料的空气稳定性；但是，对于铜基多元氢氧化物前驱体，由于cu离子ksp与其他离子的不同，导致沉淀速率不一致，从而导致发生偏析的现象，难于均匀沉淀，导致严重影响合成材料的性能及产业化。
3、在钠离子电池材料中，碳酸盐前驱体具有高振实和低成本的优势，可用碳酸盐路线替换氢氧化物路线，但是，碳酸盐前驱体也面临一些问题，例如合成工艺稳定性较差，生长速度过快不易控制，粒径不易控制，粒径分布不均匀等问题。
4、鉴于此，特提出本公开。
技术实现思路
1、本公开的目的在于提供钠离子电池正极材料前驱体、制备方法及应用，具有较高的振实密度。
2、本公开是这样实现的：
3、第一方面，本公开提供一种钠离子电池正极材料前驱体，包括第一前驱体颗粒和第二前驱体颗粒，所述第一前驱体颗粒为碳酸盐前驱体，所述第二前驱体颗粒包括芯核和外壳，所述芯核为氢氧化物前驱体，所述外壳为碳酸盐前驱体。
4、在一些实施方
5、在一些实施方式中，所述钠离子电池正极材料前驱体d50为5μm～20μm。
6、在一些实施方式中，所述芯核的d50为2μm～8μm。
7、在一些实施方式中，所述碳酸盐前驱体和/或氢氧化物前驱体中的金属元素为li、k、al、ti、cr、mn、fe、cu、co、ni、zn、sn、zr、mo、nb、y、w、in、ge中的一种或两种以上的组合。
8、第二方面，本公开提供一种前述实施方式任意一项所述的钠离子电池正极材料前驱体的制备方法，采用共沉淀法制备碳酸盐前驱体颗粒的过程中，利用氢氧化物前驱体作为晶种，调节碳酸盐前驱体颗粒的粒径分布，得到所述钠离子电池正极材料前驱体。
9、在一些实施方式中，采用共沉淀法制备碳酸盐前驱体颗粒的过程中，每当得到沉淀的d50达到预设粒径时，即向反应体系中加入所述晶种，所述钠离子电池正极材料前驱体中晶种的总质量分数为2％-20％。
10、在一些实施方式中，包括：将金属元素的盐溶液和碳酸盐溶液并流加入至底液中，进行共沉淀反应，每当沉淀的d50达到预设粒径时，向反应体系中分批加入所述晶种。
11、在一些实施方式中，还包括向所述底液中流加氨水。
12、在一些实施方式中，所述共沉淀反应过程中保持反应液中氨浓度为0.1g/l-8g/l。
13、在一些实施方式中，所述金属元素的盐溶液中金属元素总浓度为0.1mol/l-2.5mol/l。
14、在一些实施方式中，所述金属元素的盐溶液中金属元素总浓度为1.7mol/l-2.0mol/l。
15、在一些实施方式中，所述金属元素的盐溶液流加速度为1l/h-20l/h。
16、在一些实施方式中，所述碳酸盐溶液的浓度为0.1mol/l-1.8mol/l。
17、在一些实施方式中，所述碳酸盐溶液的浓度为1.5mol/l-1.8mol/l。
18、在一些实施方式中，所述碳酸盐溶液的流加速度为8l/h-12l/h。
19、在一些实施方式中，所述底液中还含有氨水，所述底液中氨浓度为0g/l-8g/l。
20、在一些实施方式中，所述底液中还含有碳酸盐，所述底液中碳酸盐的浓度为0.01mol/l-1.5mol/l。
21、在一些实施方式中，所述共沉淀反应在惰性气体保护条件下进行。
22、在一些实施方式中，所述共沉淀步骤的ph值为8-11。
23、在一些实施方式中，所述共沉淀反应的温度为30℃-70℃。
24、在一些实施方式中，所述共沉淀反应在搅拌条件下进行，搅拌频率为30hz-60hz。
25、在一些实施方式中，所述晶种在2h-5h内分批次添加。
26、在一些实施方式中，还包括晶种的制备：向所述金属元素的盐溶液中通入氨水，采用碱液调整反应液的ph值，合成晶种。
27、在一些实施方式中，所述晶种的制备步骤中保持反应液中氨浓度为2g/l-4g/l。
28、在一些实施方式中，所述晶种的制备步骤中保持所述反应液ph值在8-13范围内。
29、在一些实施方式中，所述晶种的制备步骤温度为30℃-70℃。
30、在一些实施方式中，所述碱液为氢氧化钠溶液或氢氧化钾溶液，所述碱液浓度为5mol/l-10mol/l。
31、在一些实施方式中，所述晶种的制备步骤在搅拌条件下进行，搅拌频率为30hz-60hz。
32、第三方面，本公开提供一种正极材料，由前述实施方式任意一项所述钠离子电池正极材料前驱体与钠源混合烧结得到。
33、第四方面，本公开提供一种正极极片，包括前述实施方式所述的正极材料。
34、第五方面，本公开提供一种钠离子电池，包括前述实施方式所述的正极极片。
35、本公开具有以下有益效果：
36、本公开中的钠离子电池正极材料前驱体包括碳酸盐前驱体和氢氧化物前驱体，氢氧化物前驱体的引入有利于在前驱体制备过程中控制前驱体的粒径分布，有利于窄化碳酸盐前驱体的粒径分布，进而有利于提高前驱体的振实密度；同时，在制备前驱体过程中引入少量的氢氧化物前驱体作为能够作为晶种，有利于窄化碳酸盐前驱体的粒径分布，还有利于提高前驱体的球形度，得到比表面积小、流动性好的前驱体材料。
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1.一种钠离子电池正极材料前驱体，其特征在于，包括第一前驱体颗粒和第二前驱体颗粒，所述第一前驱体颗粒为碳酸盐前驱体，所述第二前驱体颗粒包括芯核和外壳，所述芯核为氢氧化物前驱体，所述外壳为碳酸盐前驱体。
2.根据权利要求1所述的钠离子电池正极材料前驱体，其特征在于，所述氢氧化物前驱体占钠离子电池正极材料前驱体总质量的2％-20％；
3.一种权利要求1或2所述的钠离子电池正极材料前驱体的制备方法，其特征在于，包括：采用共沉淀法制备碳酸盐前驱体颗粒的过程中，利用氢氧化物前驱体作为晶种，调节碳酸盐前驱体颗粒的粒径分布，得到所述钠离子电池正极材料前驱体。
4.根据权利要求3所述的钠离子电池正极材料前驱体的制备方法，其特征在于，采用共沉淀法制备碳酸盐前驱体颗粒的过程中，每当得到沉淀的D50达到预设粒径时，即向反应体系中加入所述晶种，所述钠离子电池正极材料前驱体中晶种的总质量分数为2％-20％。
5.根据权利要求3所述的钠离子电池正极材料前驱体的制备方法，其特征在于，包括：将金属元素的盐溶液和碳酸盐溶液并流加入至底液中，进行共沉淀反应，每当沉淀的
6.根据权利要求3所述的钠离子电池正极材料前驱体的制备方法，其特征在于，还包括晶种的制备：向金属元素的盐溶液中通入氨水，采用碱液调整反应液的pH值，合成晶种。
7.根据权利要求6所述的钠离子电池正极材料前驱体的制备方法，其特征在于，所述晶种的制备步骤中保持反应液中氨浓度为2g/L-4g/L；
8.一种正极材料，其特征在于，由权利要求3-7任意一项所述钠离子电池正极材料前驱体与钠源混合烧结得到。
9.一种正极极片，其特征在于，包括权利要求8所述的正极材料。
10.一种钠离子电池，其特征在于，包括权利要求9所述的正极极片。
...【技术特征摘要】
1.一种钠离子电池正极材料前驱体，其特征在于，包括第一前驱体颗粒和第二前驱体颗粒，所述第一前驱体颗粒为碳酸盐前驱体，所述第二前驱体颗粒包括芯核和外壳，所述芯核为氢氧化物前驱体，所述外壳为碳酸盐前驱体。
2.根据权利要求1所述的钠离子电池正极材料前驱体，其特征在于，所述氢氧化物前驱体占钠离子电池正极材料前驱体总质量的2％-20％；
3.一种权利要求1或2所述的钠离子电池正极材料前驱体的制备方法，其特征在于，包括：采用共沉淀法制备碳酸盐前驱体颗粒的过程中，利用氢氧化物前驱体作为晶种，调节碳酸盐前驱体颗粒的粒径分布，得到所述钠离子电池正极材料前驱体。
4.根据权利要求3所述的钠离子电池正极材料前驱体的制备方法，其特征在于，采用共沉淀法制备碳酸盐前驱体颗粒的过程中，每当得到沉淀的d50达到预设粒径时，即向反应体系中加入所述晶种，所述钠离子电池正极材料前驱体中晶种的总质量分数为2...
【专利技术属性】
技术研发人员：徐学留，阮丁山，刘更好，李永光，胡蝶，李长东，
申请(专利权)人：广东邦普循环科技有限公司，
类型：发明
国别省市：
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