正极活性材料及其制备方法、钠离子电池技术

技术编号：41934864 阅读：17 留言：0更新日期：2024-07-05 14:29

本发明专利技术公开了一种正极活性材料及其制备方法、钠离子电池。其包括NaMO2，M包括Fe和Mn；在NaMO2上包覆有金属氧化物X‑O，选自+1价金属氧化物、+2价金属氧化物和+3价金属氧化物中的一种或多种；X元素为非变价元素，X元素的含量为10000～30000ppm。本发明专利技术通过在NaMO2中加入金属元素掺杂剂，增加了正极活性材料高价态Fe、Mn元素的比例，抑制Fe、Mn元素发生姜‑泰勒畸变，提高相结构的稳定性，同时增加晶胞c轴的长度，拓宽体相钠离子的扩散通道，由此制得的钠离子电池动力学性能与循环稳定性显著提升。

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【技术实现步骤摘要】

本专利技术提供了一种正极活性材料及其制备方法、钠离子电池。

技术介绍

1、钠离子电池具有原料来源广、低成本、长寿命等优势而越来越受到人们关注。其中，过渡金属层状o3型正极活性材料(namo2，其中m选自fe、mn、ni、co、cr、v、ti等过渡金属的一种或多种)，因其高的理论比容量(～200mah/g)、优秀的循环寿命、相对简单的制备流程而被广泛关注。

2、过渡金属层状o3型正极活性材料虽然各方面性能优秀，但是由于其主要过渡金属元素为fe和mn，在氧化还原过程中易发生姜-泰勒畸变，导致晶格发生畸变退化，从而使容量衰减加速。

3、因此，如何抑制过渡金属层状o3型正极活性材料中的姜-泰勒畸变，目前仍是具有挑战性的问题。

技术实现思路

1、本专利技术为了克服现有技术中正极活性材料中过渡金属在氧化还原过程中易发生姜-泰勒畸变的缺陷，提供了一种正极活性材料及其制备方法、钠离子电池。本专利技术通过在namo2中加入金属元素掺杂剂，增加了正极活性材料高价态fe、mn元素的比例，...

【技术保护点】

1.一种正极活性材料，其包括NaMO2，M包括Fe和Mn；

2.如权利要求1所述的正极活性材料，其特征在于，所述M还包括Ni、Co、Cr、V和Ti中的一种或多种；

3.如权利要求2所述的正极活性材料，其特征在于，所述NaMO2为NaNi0.24Fe0.36Mn0.4O2或NaNi0.3Fe0.3Mn0.4O2；

4.如权利要求1所述的正极活性材料，其特征在于，所述+1价金属氧化物选自K2O、Rb2O和Ag2O中的一种或多种；

5.如权利要求4所述的正极活性材料，其特征在于，所述金属氧化物为BaO或Ta2O3。