【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及钠离子电池，特别是涉及一种用于钠离子电池的正极材料及其制备方法、正极极片、二次电池和用电装置。
技术介绍
1、钠离子电池正极材料目前主要有层状过渡金属氧化物、聚阴离子类以及普鲁士蓝三大体系。其中，层状过渡金属氧化物理论比容量高，合成工艺相对简单，生产设备可以与锂电三元适配，是目前钠离子电池正极材料商业化的首选。
2、然后，层状过渡金属氧化物存在表面残余碱高、空气稳定性差、长循环性能差等问题，亟需改善。
技术实现思路
1、基于此，本申请提供一种表面残余碱含量低、空气稳定性好、长循环性能优异的用于钠离子电池的正极材料及其制备方法、正极极片、二次电池和用电装置。
2、本申请的第一方面提供了一种用于钠离子电池的正极材料，所述正极材料包括：
3、基体，所述基体包含镍铁锰钠氧化物；及复合包覆层，包覆在所述基体的表面上，沿远离所述基体的方向，所述复合包覆层包括内包覆层和外包覆层，所述内包覆层包含复合金属磷酸钠盐，所述外包覆层包含金属氧化物。
4、在一些实施例中，所述复合金属磷酸钠盐的化学式为nabmvpo4，所述金属氧化物的化学式为moj，1/2≤b≤3/2，1/3≤v≤1，0＜j＜4，m元素包括ni、zr、cu、sn、al、zn、ca、ti、mo、pt和mg中的一种或多种。
5、在一些实施例中，所述镍铁锰钠氧化物的结构通式为na[nixfeymnz]o2，满足x+y+z=1，其中0.05≤x≤0.5，0.05≤y≤0.5
6、在一些实施例中，所述正极材料具有下述特征中的至少一项：
7、(1)所述复合包覆层在所述正极材料中的质量占比为0.01%-5%；
8、(2)所述正极材料的比表面积为0.3m2/g-1.2m2/g；
9、(3)所述正极材料的振实密度≥1.4g/cm3；
10、(4)所述正极材料的平均粒径d50为4μm-10μm；
11、(5)所述正极材料的ph值为11-13.5；
12、(6)所述正极材料中残余碳酸钠的质量含量为0-0.69%。
13、本申请的第二方面提供了一种本申请第一方面的用于钠离子电池的正极材料的制备方法，包括如下步骤：
14、将磷源和所述金属氧化物混合，制备混合物料；
15、将所述混合物料与所述基体混合后进行固相烧结处理，制备所述正极材料；
16、其中，所述金属氧化物中含有的金属元素与所述磷源中含有的磷酸根离子的摩尔比为6:(1-9)。
17、在一些实施例中，采用球磨机将所述磷源和所述金属氧化物混合；可选地，混合时间为15min-30min；和/或
18、采用高混机将所述混合物料与所述基体混合；可选地，所述高混机的转速为300rpm-1200rpm，搅拌时间为10min-50min。
19、在一些实施例中，所述制备方法包括如下条件中的至少一项：
20、(1)所述磷源包括nh4h2po4、(nh4)2hpo4和na3po4中的一种或多种；
21、(2)所述金属氧化物包括含有m元素的氧化物，所述m元素包括ni、zr、cu、sn、al、zn、ca、ti、mo、pt和mg中的一种或多种；
22、(3)所述混合物料的质量占所述基体的质量的0.1%-5%；
23、(4)所述金属氧化物的比表面积为5 m2/g-150 m2/g；
24、(5)所述金属氧化物的晶粒尺寸为10nm-200nm；
25、(6)所述固相烧结处理的温度为300℃-800℃，时间为2h-12h。
26、本申请中所有质量占比的计算均按照加入量进行理论计算得到。
27、本申请的第三方面提供了一种正极极片，包括本申请第一方面的用于钠离子电池的正极材料或采用本申请第二方面的制备方法制备得到的用于钠离子电池的正极材料。
28、本申请的第四方面提供了一种二次电池，包括本申请第三方面的正极极片。
29、本申请的第五方面提供了一种用电装置，包括本申请第四方面的二次电池。
30、上述提供的用于钠离子电池的正极材料，复合金属磷酸钠盐和金属氧化物在基体表面形成复合包覆层，该复合包覆层通过减少基体与空气和水分的直接接触面积，降低了材料表面的碱含量，而且在化成时更稳定的界面有助于正极sei膜的形成，长循环过程中能降低材料和电解液的界面副反应，提高循环稳定性。同时，复合金属磷酸钠盐还能捕获材料表面多余的na+，在降低表面残余钠的同时能提供一定的容量。
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1.一种用于钠离子电池的正极材料，其特征在于，所述正极材料包括：
2.如权利要求1所述的正极材料，其特征在于，所述复合金属磷酸钠盐的化学式为NabMvPO4，所述金属氧化物的化学式为MOj，1/2≤b≤3/2，1/3≤v≤1，0＜j＜4，M元素包括Ni、Zr、Cu、Sn、Al、Zn、Ca、Ti、Mo、Pt和Mg中的一种或多种。
3.如权利要求1所述的正极材料，其特征在于，所述镍铁锰钠氧化物的结构通式为Na[NixFeyMnz]O2，满足x+y+z=1，其中0.05≤x≤0.5，0.05≤y≤0.5，0.05≤z≤0.5。
4.如权利要求1至3任一项所述的正极材料，其特征在于，所述正极材料具有下述特征中的至少一项：
5.一种如权利要求1至4任一项所述的用于钠离子电池的正极材料的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：
6.如权利要求5所述的制备方法，其特征在于，采用球磨机将所述磷源和所述金属氧化物混合；可选地，混合时间为15min-30min；和/或
7.如权利要求5至6任一项所述的制备方法，其特征在于，所述制备方
8.一种正极极片，其特征在于，包括如权利要求1至4任一项所述的用于钠离子电池的正极材料或采用如权利要求5至7任一项所述的制备方法制备得到的用于钠离子电池的正极材料。
9.一种二次电池，其特征在于，包括如权利要求8所述的正极极片。
10.一种用电装置，其特征在于，包括如权利要求9所述的二次电池。
...【技术特征摘要】
1.一种用于钠离子电池的正极材料，其特征在于，所述正极材料包括：
2.如权利要求1所述的正极材料，其特征在于，所述复合金属磷酸钠盐的化学式为nabmvpo4，所述金属氧化物的化学式为moj，1/2≤b≤3/2，1/3≤v≤1，0＜j＜4，m元素包括ni、zr、cu、sn、al、zn、ca、ti、mo、pt和mg中的一种或多种。
3.如权利要求1所述的正极材料，其特征在于，所述镍铁锰钠氧化物的结构通式为na[nixfeymnz]o2，满足x+y+z=1，其中0.05≤x≤0.5，0.05≤y≤0.5，0.05≤z≤0.5。
4.如权利要求1至3任一项所述的正极材料，其特征在于，所述正极材料具有下述特征中的至少一项：
5.一种...
【专利技术属性】
技术研发人员：王茹英，霍士杰，苑振烨，唐彦群，王瑜琨，阴启敏，徐宁，
申请(专利权)人：天津巴莫科技有限责任公司，
类型：发明
国别省市：
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