【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于新能源，具体涉及一种钠离子电池阴极材料及其制备方法与应用。
技术介绍
1、化石燃料的大量开采和使用不仅造成了能源枯竭，而且严重污染环境，因此，绿色、可持续发展的能源得到大力开发。为了有效储存和使用这些新能源，必须开发大规模储能系统。在绿色储能方面，锂离子电池得到广泛应用，但锂资源短缺以及成本高，其可持续发展面临考验。因此，开发资源丰富且成本较低的新型二次储能电池已迫在眉睫。与锂离子电池相比，钠离子电池具有钠金属资源丰富、能量密度高且钠不与铝反应形成合金、成本低等特点，已成为锂离子电池的有力替代者。
2、近年来，钠离子电池正极材料已得到广泛研究，如层状氧化物、聚阴离子型化合物和普鲁士蓝及其类似物。其中层状氧化物(natmo2)因电化学活性高、理论比容量高和易于合成等优点受到广泛关注，然而层状氧化物(natmo2)的合成方法多种多样，但是均难以实现元素的高度均匀分散，导致原子利用率较低。
技术实现思路
1、本专利技术的目的之一在于提供一种钠离子电池阴极材料的制备方法，解决常规的制备方式难以元素实现高度均匀分散，原子利用率较低的问题。
2、本专利技术的目的之二在于提供一种钠离子电池阴极材料，该钠离子电池阴极材料内部组织分布均匀，具有良好的电化学性能。
3、本专利技术的目的之三在于提供上述钠离子电池阴极材料的在钠离子电池中的应用。
4、本专利技术的目的可以通过以下技术方案实现：
5、一种钠离子电池阴极材料的制备方法，
6、步骤a、取可溶性金属盐分别溶于去离子水中，充分搅拌使固体完全溶解，得到金属盐溶液，向金属盐溶液中加入表面活性剂，搅拌均匀得到混合液，将氢氧化钠加入去离子水中，搅拌均匀得到沉淀液，室温下，控制流量，将沉淀液和混合液引入反应器中，搅拌反应1h，得到金属浆料，将获得的金属浆料共同加入反应器中，搅拌混合0.5-1h，离心，沉淀用去离子水洗涤3-5次，60-80℃下真空干燥至恒重，得到金属氢氧化物沉淀；
7、步骤b、将步骤a获得的金属氢氧化物沉淀研磨后过200目筛，与钠盐混合均匀后，置于管式炉中，在氮氧气氛下，以5℃/min升温速度升温至900-980℃，保温4-6h，随炉冷却至室温，得到钠离子电池阴极材料。
8、进一步地，步骤a中可溶性金属盐包括硝酸镍、硝酸锰。
9、进一步地，步骤a中可溶性金属盐还包括硝酸铁。
10、进一步地，步骤a中混合液和沉淀液的体积比为1：1，混合液中可溶性金属盐、去离子水、表面活性剂的用量比为0.01-1mo l：1l：0.01g，沉淀液中氢氧化钠和去离子水的用量比为0.02-3mo l：1l。
11、进一步地，步骤a中流量为0.01-100l/min。
12、进一步地，硝酸镍为六水合硝酸镍，硝酸铁为九水合硝酸铁，硝酸锰为四水合硝酸锰。
13、进一步地，表面活性剂由十六烷基三甲基溴化铵和聚乙二醇400按照质量比1-3：1组成。
14、进一步地，步骤b中钠盐中钠原子占金属氢氧化物沉淀总原子摩尔量为0.5-0.9，钠盐为碳酸钠。
15、进一步地，步骤b中氮氧气氛中n2和o2质量比为95：5。
16、一种钠离子电池阴极材料，由上述制备方法制得。
17、一种钠离子电池，包括所述的钠离子电池阴极材料。
18、本专利技术的有益效果：
19、(1)本专利技术通过控制局部浓度进而实现对晶体生长的控制，配合表面活性剂的使用，制备出高分散金属的阴极材料，在提高原子利用率的同时提高了电池的性能，同时该工艺简单、成本低廉，利于实现工业化生产。
20、(2)本专利技术在制备金属氢氧化物沉淀中，引入了表面活性剂，具体为十六烷基三甲基溴化铵和聚乙二醇400，十六烷基三甲基溴化铵离解后带正电，体系中的oh-在静电引力的作用下沿着十六烷基三甲基溴化铵的长链分布，使得溶液中的n i、fe、mn离子在长链上形成小粒径的金属氢氧化物沉淀，又由于十六烷基三甲基溴化铵是长链结构，容易发生碰撞，小粒径的金属氢氧化物沉淀能够通过氢键聚合而形成片状结构，而聚乙二醇400为非离子型表面活性剂，可以利用空间位阻作用在颗粒表面吸附，使得颗粒之间发生排斥，从而达到颗粒均匀的目的，因此，十六烷基三甲基溴化铵和聚乙二醇400发挥协同作用，共同促使高性能钠离子电池阴极材料的成功获得。
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1.一种钠离子电池阴极材料的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：
2.根据权利要求1所述的一种钠离子电池阴极材料的制备方法，其特征在于，步骤A中可溶性金属盐包括硝酸镍、硝酸锰。
3.根据权利要求1所述的一种钠离子电池阴极材料的制备方法，其特征在于，步骤A中可溶性金属盐还包括硝酸铁。
4.根据权利要求1所述的一种钠离子电池阴极材料的制备方法，其特征在于，步骤A中混合液和沉淀液的体积比为1：1，混合液中可溶性金属盐、去离子水、表面活性剂的用量比为0.01-1mol：1L：0.01g，沉淀液中氢氧化钠和去离子水的用量比为0.02-3mol：1L。
5.根据权利要求1所述的一种钠离子电池阴极材料的制备方法，其特征在于，步骤A中流量为0.01-100L/min。
6.根据权利要求1所述的一种钠离子电池阴极材料的制备方法，其特征在于，表面活性剂由十六烷基三甲基溴化铵和聚乙二醇400按照质量比1-3：1组成。
7.根据权利要求1所述的一种钠离子电池阴极材料的制备方法，其特征在于，步骤B中钠盐中钠原子占金属氢氧化物沉淀总原子
8.根据权利要求1所述的一种钠离子电池阴极材料的制备方法，其特征在于，步骤B中氮氧气氛中N2和O2质量比为95：5。
9.一种钠离子电池阴极材料，其特征在于，由权利要求1-8任一项所述制备方法制得。
10.一种钠离子电池，其特征在于，包括权利要求9所述的钠离子电池阴极材料。
...【技术特征摘要】
1.一种钠离子电池阴极材料的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：
2.根据权利要求1所述的一种钠离子电池阴极材料的制备方法，其特征在于，步骤a中可溶性金属盐包括硝酸镍、硝酸锰。
3.根据权利要求1所述的一种钠离子电池阴极材料的制备方法，其特征在于，步骤a中可溶性金属盐还包括硝酸铁。
4.根据权利要求1所述的一种钠离子电池阴极材料的制备方法，其特征在于，步骤a中混合液和沉淀液的体积比为1：1，混合液中可溶性金属盐、去离子水、表面活性剂的用量比为0.01-1mol：1l：0.01g，沉淀液中氢氧化钠和去离子水的用量比为0.02-3mol：1l。
5.根据权利要求1所述的一种钠离子电池阴极材料的制备方法，其特征在于，步骤a...
【专利技术属性】
技术研发人员：王洋龙，梁冲，王东，尤伟，
申请(专利权)人：安徽吉厚智能科技有限公司，
类型：发明
国别省市：
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