一种结构稳定的低产气钠电层状氧化物正极材料及其制备方法和应用技术

本发明专利技术涉及钠电池正极材料技术领域，特别是一种结构稳定的低产气钠电层状氧化物正极材料及其制备方法和应用，其化学通式为Na<subgt;x</subgt;A<subgt;y</subgt;Ni<subgt;2/9</subgt;Cu<subgt;1/9</subgt;F<subgt;e1/3</subgt;Mn<subgt;1/3</subgt;O<subgt;2</subgt;@B<subgt;z</subgt;，A为掺杂金属，n为其价态，A‑O为掺杂金属‑氧键计算键能，Na‑O为钠‑氧键键能，M<subgt;A</subgt;为A的相对分子质量，r<subgt;A</subgt;为A的离子半径，r<subgt;Na</subgt;为Na<supgt;+</supgt;的半径，A‑O＝n*(Na‑O)+(r<subgt;A</subgt;/r<subgt;Na</subgt;)*M<subgt;A</subgt;‑120±50且360＜A‑O＜625，0.9≤x≤1.2，0.001≤y≤0.02，0.001≤z≤0.01。本发明专利技术所得材料结构稳定、不易开裂，循环性佳、产气量低，制备操作简单、可规模化。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及钠电池正极材料，特别是一种结构稳定的低产气钠电层状氧化物正极材料及其制备方法和应用。

技术介绍

1、钠离子电池作为一类新式的储能技术，因其具有资源富足、成本低以及环境亲和等优点获得了广泛的瞩目。研究人员始终在竭力探寻新的途径以提升钠离子电池的性能。在钠离子电池中，正极材料是影响电池性能的关键要素之一，而o3相层状氧化物正极材料凭借其高容量与良好的电化学性能，成为了钠离子电池正极材料的研究焦点。

2、然而o3相层状氧化物用于钠离子电池正极材料时，结构稳定性较差。在充放电过程中，o3相层状氧化物容易发生结构变化，充电时，钠离子进入层状金属氧化物的层间空隙中，导致层状结构的膨胀；放电时，钠离子从层状金属氧化物中脱离，使得层状结构收缩，这些结构变化不仅容易导致层状金属氧化物的结构破坏和容量衰减，还增加产气，进一步缩减了电池的使用寿命。而且，o3相层状氧化物的电导率低，限制了电池在高倍率下的充放电性能，导致其在快速充放电过程中出现容量衰减、能量损失和温度升高等问题，降低了钠电池的可靠性和安全性。

3、为此，提出本申请。

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【技术保护点】

1.一种结构稳定的低产气钠电层状氧化物正极材料，其特征在于，其化学通式为：NaxAyNi2/9Cu1/9Fe1/3Mn1/3O2@Bz；

2.根据权利要求1所述的结构稳定的低产气钠电层状氧化物正极材料，其特征在于，A选自Mg、Ca、Sr、Ba中的一种，优选Ca、Sr。

3.根据权利要求1所述的结构稳定的低产气钠电层状氧化物正极材料，其特征在于，x、y、z满足如下关系式：0.001≤y/(x+y)≤0.02，0.00095≤z/x≤0.0105。

4.根据权利要求1所述的结构稳定的低产气钠电层状氧化物正极材料，其特征在于，其粒度D50满足4μm≤D50≤...

【技术特征摘要】

1.一种结构稳定的低产气钠电层状氧化物正极材料，其特征在于，其化学通式为：naxayni2/9cu1/9fe1/3mn1/3o2@bz；

2.根据权利要求1所述的结构稳定的低产气钠电层状氧化物正极材料，其特征在于，a选自mg、ca、sr、ba中的一种，优选ca、sr。

3.根据权利要求1所述的结构稳定的低产气钠电层状氧化物正极材料，其特征在于，x、y、z满足如下关系式：0.001≤y/(x+y)≤0.02，0.00095≤z/x≤0.0105。

4.根据权利要求1所述的结构稳定的低产气钠电层状氧化物正极材料，其特征在于，其粒度d50满足4μm≤d50≤20μm，比表面积s满足s≤0.5m2/g。

5.一种如权利要求1-4任一项所述的结构稳定的低产气钠电层状氧化物正极材料的制备方法，其特征在于，包括如下操作：

6.根据权利要求5所述的结构稳定的低产气钠电层状氧化物正极材料的制备方法，其特征在于，所述前驱体的粒度3μm≤d50≤9μm且10m2/g＜bet＜30m2/g，内含杂质元素na、s、ca、m...

【专利技术属性】
技术研发人员：任靖辉，程斯琪，马腾越，薛状，戚兴国，李树军，唐堃，
申请(专利权)人：溧阳中科海钠科技有限责任公司，
类型：发明
国别省市：