一种钠离子电池正极材料及其制备方法与应用技术

本发明专利技术涉及钠离子电池技术领域，公开了一种钠离子电池正极材料及其制备方法与应用，包括基体材料和包覆在基体材料外表面的包覆层，包覆层中包含钙元素和钛元素，以所述基体材料的质量计，钛元素含量高于钙元素含量，且钙元素含量为0.1wt％‑0.5wt％，钛元素含量为0.2wt％‑1.0wt％。本发明专利技术包覆层中包含钙元素和钛元素，与基体材料表面残碱结合形成包覆层，大幅降低残碱含量，改善材料表面与电解液之间的副反应，有效减缓副反应引起的胀气问题，具有优异的空气稳定性和循环性能，采用正极材料制得的正极浆料在环境湿度20％以下稳定性良好，减少了正极材料吸附空气中水分等物质的量，可大幅降低使用干燥除湿设备的成本。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及钠离子电池，具体涉及一种钠离子电池正极材料及其制备方法与应用。

技术介绍

1、钠离子电池由于其具有资源丰富且分布广泛的特点，被认为是锂离子电池的可持续替代品之一，广泛应用于储能系统，尤其是电动汽车。目前钠离子电池最具发展前景的正极材料是o3层状氧化物，但其容易与周围空气中的二氧化碳和水发生反应，导致部分na被提取，同时在颗粒表面形成残碱(naoh、na2co3或nahco3)，这不仅导致活性na损失，破坏层状结构，钠离子电池的循环性较差；同时，还会攻击聚偏氟乙烯(pvdf)粘结剂中的氟，导致电极浆料凝胶果冻化；另外，在充放电过程中，残碱与电解液发生副反应，生成二氧化碳、甲烷、氢气等气体，导致电池体积膨胀，循环性能进一步变差。

2、在传统正极材料制造工艺中，可以采用现有成熟的锂离子制造技术和基础设施来缓解上述问题；例如，正极材料制备过程中，退火后进行研磨、筛分、除铁、密封步骤需要使用干燥室；电池生产过程，包括电极制备、电池组装和电化学活化等步骤，应在受控环境中进行，尽量减少在空气中的暴露时间；由于液体电解质的敏感性，电池组装过程中使本文档来自技高网...

【技术保护点】

1.一种钠离子电池正极材料，包括基体材料和包覆在所述基体材料外表面的包覆层，其特征在于，所述包覆层中包含钙元素和钛元素，以所述基体材料的质量计，所述钛元素含量高于所述钙元素含量，且所述钙元素含量为0.1wt％-0.5wt％，所述钛元素含量为0.2wt％-1.0wt％。

2.根据权利要求1所述的钠离子电池正极材料，其特征在于，以所述基体材料的质量计，所述钙元素含量为0.1wt％-0.3wt％，所述钛元素含量为0.3wt％-0.7wt％。

3.根据权利要求1所述的钠离子电池正极材料，其特征在于，所述基体材料的化学式为Na1+aNibFecMn1-b-cO2，其中，0....

【技术特征摘要】

1.一种钠离子电池正极材料，包括基体材料和包覆在所述基体材料外表面的包覆层，其特征在于，所述包覆层中包含钙元素和钛元素，以所述基体材料的质量计，所述钛元素含量高于所述钙元素含量，且所述钙元素含量为0.1wt％-0.5wt％，所述钛元素含量为0.2wt％-1.0wt％。

2.根据权利要求1所述的钠离子电池正极材料，其特征在于，以所述基体材料的质量计，所述钙元素含量为0.1wt％-0.3wt％，所述钛元素含量为0.3wt％-0.7wt％。

3.根据权利要求1所述的钠离子电池正极材料，其特征在于，所述基体材料的化学式为na1+anibfecmn1-b-co2，其中，0.02≤a≤0.10，0.2≤b≤0.4，0.3≤c≤0.5。

4.一种权利要求1-3任一项所述的钠离子电池正极材料的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：

5.根据权利要求4所述的钠离子电池正极材料的制备方法，其特征在于，所述钠源中的钠元素、所述镍源中的镍元素、所述铁源中的铁元素、所述锰源中的锰元素的摩尔比为1.02-1.1...

【专利技术属性】
技术研发人员：许开华，桑雨辰，邢利生，张志力，施杨，陈官华，陈玉君，
申请(专利权)人：格林美无锡能源材料有限公司，
类型：发明
国别省市：