【技术实现步骤摘要】
本申请属于电池领域，具体涉及一种正极活性材料及其制备方法、正极极片、电池和用电装置。
技术介绍
1、目前，锂离子电池占据动力电池的核心地位，同时锂离子电池也面临着极大的挑战，如锂资源的日益紧缺、上游材料价格不断攀升、循环回收技术开发滞后、老旧电池循环回收利用率低下等问题。钠离子电池能够利用钠离子在正负极之间的脱嵌过程实现充放电，而且钠资源的储量远比锂丰富、分布更为广泛、成本远比锂低，因此钠离子电池成为很有潜能替代锂离子电池的新一代电化学体系。
2、但是，当前被广泛研究的用于钠离子电池的正极活性材料，比容量和循环性能不能兼顾，阻碍了钠离子电池的商业化进程。
技术实现思路
1、本申请旨在至少在一定程度上解决相关技术中的技术问题之一。为此，本申请的一个目的在于提出一种正极活性材料及其制备方法、正极极片、电池和用电装置，将该正极活性材料应用到钠离子电池中，可以同时提高电池的比容量和循环性能。
2、本申请第一方面提出了一种正极活性材料，所述正极活性材料包括：
3、naxmnqfezasmpo2，
4、其中，a包括ni、cu和zn中的至少一种，m包括zr、ca、cr、mg、sr、ti、y和nb中的至少一种，0.6≤x≤1.2，0.2≤q≤0.5，0.2≤z≤0.4，0.2≤s≤0.4，0≤p≤0.8，q+z+s+p＝1，0.6≤(q+z)/(q+z+s)≤0.7。
5、本申请的正极活性材料中，主体元素包括mn、fe和a元素，a元素包括
6、在一些实施方式中，所述正极活性材料的一次颗粒的粒径为a，所述正极活性材料的体积平均粒径dv50为b，a/b＝0.05-5。
7、在一些实施方式中，a＝0.5μm-4μm。
8、在一些实施方式中，b＝2μm-15μm。
9、在一些实施方式中，所述正极活性材料的粒径分布跨度为c1，所述正极活性材料压实后的粒径分布跨度为c2，0.95≤c2/c1≤1.1。
10、在一些实施方式中，所述正极活性材料包括残碱，所述残碱包括氢氧化钠和碳酸钠中的至少一种，基于所述正极活性材料的总质量，所述氢氧化钠的质量占比为m，所述碳酸钠的质量占比为n，m/n＝0.03-0.5。
11、在一些实施方式中，0.02％≤m≤0.5％。
12、在一些实施方式中，0.05％≤n≤1.5％。
13、在一些实施方式中，所述正极活性材料的压缩强度为300mpa-600mpa。
14、在一些实施方式中，所述正极活性材料的压实密度为2.7g/cm3-3.5g/cm3。
15、本申请第二方面提出一种制备第一方面所述的正极活性材料的方法，包括：
16、将钠源、锰源、铁源和第一物质混合，得到混合物料，其中，所述第一物质包括a元素；
17、将所述混合物料进行煅烧，得到正极活性材料。
18、由此，采用该方法可以得到上述具有高容量和稳定性的正极活性材料，从而将该正极活性材料用于钠离子电池中，可以提高电池的比容量和循环性能。
19、在一些实施方式中，将钠源、锰源、铁源和第一物质混合，得到混合物料包括：
20、将钠源、锰源、铁源、第一物质和第二物质混合，得到混合物料，其中，所述第二物质包括m元素。
21、在一些实施方式中，所述钠源包括碳酸钠、甲酸钠、氢氧化钠、醋酸钠、氯化钠和氟化钠中的至少一种。
22、在一些实施方式中，所述锰源包括三氧化二锰、四氧化三锰、氧化锰、碳酸锰、草酸锰、硫酸锰、醋酸锰、氯化锰和硝酸锰中的至少一种。
23、在一些实施方式中，所述铁源包括三氧化二铁、氧化亚铁和四氧化三铁中的至少一种。
24、在一些实施方式中，所述第一物质包括含a元素的氧化物、含a元素的氢氧化物和含a元素的盐中的至少一种。
25、在一些实施方式中，所述第二物质包括含m元素的氧化物、含m元素的氢氧化物和含m元素的盐中的至少一种。
26、在一些实施方式中，所述煅烧的温度为860℃-1200℃。
27、在一些实施方式中，所述煅烧的温度为950℃-1050℃。
28、在一些实施方式中，所述煅烧的时间为15h-40h。
29、本申请第三方面提出了一种正极极片，包括第一方面所述的正极活性材料或采用第二方面所述的方法制备的正极活性材料。
30、本申请第四方面提出了一种电池，所述电池包括第三方面所述的正极极片。
31、本申请第五方面提出了一种用电装置，所述用电装置包括第四方面所述的电池。
32、本申请的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本申请的实践了解到。
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1.一种正极活性材料，其特征在于，所述正极活性材料包括：
2.根据权利要求1所述的正极活性材料，其特征在于，所述正极活性材料的一次颗粒的粒径为a，所述正极活性材料的体积平均粒径Dv50为b，a/b＝0.05-0.5。
3.根据权利要求2所述的正极活性材料，其特征在于，a＝0.5μm-4μm。
4.根据权利要求2所述的正极活性材料，其特征在于，b＝2μm-15μm。
5.根据权利要求1-4中任一项所述的正极活性材料，其特征在于，所述正极活性材料的粒径分布跨度为c1，所述正极活性材料压实后的粒径分布跨度为c2，0.95≤c2/c1≤1.1。
6.根据权利要求1-4中任一项所述的正极活性材料，其特征在于，所述正极活性材料包括残碱，所述残碱包括氢氧化钠和碳酸钠中的至少一种，基于所述正极活性材料的总质量，所述氢氧化钠的质量占比为m，所述碳酸钠的质量占比为n，m/n＝0.03-0.5。
7.根据权利要求6所述的正极活性材料，其特征在于，0.02％≤m≤0.5％。
8.根据权利要求6所述的正极活性材料，其特征在
9.根据权利要求1-4中任一项所述的正极活性材料，其特征在于，所述正极活性材料的压缩强度为300MPa-600MPa。
10.根据权利要求1-4中任一项所述的正极活性材料，其特征在于，所述正极活性材料的压实密度为2.7g/cm3-3.5g/cm3。
11.一种制备权利要求1-10中任一项所述的正极活性材料的方法，其特征在于，包括：
12.根据权利要求11所述的方法，其特征在于，将钠源、锰源、铁源和第一物质混合，得到混合物料包括：
13.根据权利要求11所述的方法，其特征在于，所述钠源包括碳酸钠、甲酸钠、氢氧化钠、醋酸钠、氯化钠和氟化钠中的至少一种。
14.根据权利要求11所述的方法，其特征在于，所述锰源包括三氧化二锰、四氧化三锰、氧化锰、碳酸锰、草酸锰、硫酸锰、醋酸锰、氯化锰和硝酸锰中的至少一种。
15.根据权利要求11所述的方法，其特征在于，所述铁源包括三氧化二铁、氧化亚铁和四氧化三铁中的至少一种。
16.根据权利要求11所述的方法，其特征在于，所述第一物质包括含A元素的氧化物、含A元素的氢氧化物和含A元素的盐中的至少一种。
17.根据权利要求12所述的方法，其特征在于，所述第二物质包括含M元素的氧化物、含M元素的氢氧化物和含M元素的盐中的至少一种。
18.根据权利要求11-17中任一项所述的方法，其特征在于，所述煅烧的温度为860℃-1200℃。
19.根据权利要求11-17中任一项所述的方法，其特征在于，所述煅烧的温度为950℃-1050℃。
20.根据权利要求11-17中任一项所述的方法，其特征在于，所述煅烧的时间为15h-40h。
21.一种正极极片，其特征在于，所述正极极片包括权利要求1-10中任一项所述的正极活性材料或者采用权利要求11-20中任一项所述的方法制备的正极活性材料。
22.一种电池，其特征在于，所述电池包括权利要求21所述的正极极片。
23.一种用电装置，其特征在于，所述用电装置包括权利要求22所述的电池。
...【技术特征摘要】
1.一种正极活性材料，其特征在于，所述正极活性材料包括：
2.根据权利要求1所述的正极活性材料，其特征在于，所述正极活性材料的一次颗粒的粒径为a，所述正极活性材料的体积平均粒径dv50为b，a/b＝0.05-0.5。
3.根据权利要求2所述的正极活性材料，其特征在于，a＝0.5μm-4μm。
4.根据权利要求2所述的正极活性材料，其特征在于，b＝2μm-15μm。
5.根据权利要求1-4中任一项所述的正极活性材料，其特征在于，所述正极活性材料的粒径分布跨度为c1，所述正极活性材料压实后的粒径分布跨度为c2，0.95≤c2/c1≤1.1。
6.根据权利要求1-4中任一项所述的正极活性材料，其特征在于，所述正极活性材料包括残碱，所述残碱包括氢氧化钠和碳酸钠中的至少一种，基于所述正极活性材料的总质量，所述氢氧化钠的质量占比为m，所述碳酸钠的质量占比为n，m/n＝0.03-0.5。
7.根据权利要求6所述的正极活性材料，其特征在于，0.02％≤m≤0.5％。
8.根据权利要求6所述的正极活性材料，其特征在于，0.05％≤n≤1.5％。
9.根据权利要求1-4中任一项所述的正极活性材料，其特征在于，所述正极活性材料的压缩强度为300mpa-600mpa。
10.根据权利要求1-4中任一项所述的正极活性材料，其特征在于，所述正极活性材料的压实密度为2.7g/cm3-3.5g/cm3。
11.一种制备权利要求1-10中任一项所述的正极活性材料的方法，其特征在于，包括：
12.根据权利要求11所述...
【专利技术属性】
技术研发人员：高天常，杜鹏，潘福中，王洁洁，
申请(专利权)人：浙江极氪智能科技有限公司，
类型：发明
国别省市：
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