正极活性材料及其制备方法、正极极片、电池技术

本申请公开了正极活性材料及其制备方法、正极极片、电池。正极活性材料满足化学式：Nax(1‑u)+4uMny(1‑u)+3uMz(1‑u)Ti(2‑y‑z)(1‑u)(PO4)3(1‑u)+2u(P2O7)u，其中，2≤x<4，1.2≤y≤1.42，0≤z≤0.05，0.06≤u≤0.10；M元素的离子半径大于Ti元素的离子半径，和/或，M‑O键的键能大于Ti‑O键的键能；其中，所述正极活性材料的X射线衍射图谱中在2θ为31.3°‑31.8°的位置具有第一衍射峰，在2θ为32.7°‑33.0°的位置具有第二衍射峰。由此，通过提高锰含量以及掺杂半径更大或键能更大的元素，可以有效提高正极活性材料的结构稳定性和钠离子传输速率，正极活性材料的克容量发挥较高，循环性能较优。

【技术实现步骤摘要】

本申请涉及钠离子电池领域，具体地，涉及正极活性材料及其制备方法、正极极片、电池。

技术介绍

1、随着全球能源结构转型加速推进，电化学储能技术已成为支撑新能源汽车及智能电网发展的核心要素。当前主流锂离子电池体系在资源可持续性方面面临显著挑战。锂元素地壳丰度仅占0.006％，存在严重的资源供应风险。相比之下，钠元素作为同主族碱金属，其地壳丰度高达2.64％，兼具全球分布广泛、易于工业化提取等特性，使得钠离子电池成为突破传统储能技术资源瓶颈的重要突破口。

2、在钠离子电池技术体系中，聚阴离子型正极活性材料因具备长循环寿命、高热稳定性及低成本优势而备受关注。牢固的x–o(x＝p，s，si或b)共价键可提供高结构稳定性，并且在钠离子的嵌入和脱出过程中体积变化相对较小。其中，具有nasicon三维离子通道结构的na3mnti(po4)3材料展现出显著潜力，其在2.5v-4.2v电压区间内理论容量可达117mah/g。然而，该材料实际应用中仍存在诸多问题，有待进一步改进。

3、需要说明的是，上述的陈述仅用于提供与本申请有关的背景技术信息，而不必然本文档来自技高网...

【技术保护点】

1.一种正极活性材料，其特征在于，包括：所述正极活性材料满足化学式：

2.根据权利要求1所述的正极活性材料，其特征在于，M元素包括V、Cr、Zr中的一种或多种。

3.根据权利要求1所述的正极活性材料，其特征在于，所述正极活性材料为钠超离子导体型材料与磷酸焦磷酸锰钠以摩尔比(1-u):u形成的复合材料，所述钠超离子导体型材料满足化学式NaxMnyMzTi2-y-z(PO4)3，所述磷酸焦磷酸锰钠满足化学式Na4Mn3(PO4)2(P2O7)。

4.根据权利要求3所述的正极活性材料，其特征在于，1.5＜y/(2-y-z)≤2.7；>

5.根据权利...

【技术特征摘要】

1.一种正极活性材料，其特征在于，包括：所述正极活性材料满足化学式：

2.根据权利要求1所述的正极活性材料，其特征在于，m元素包括v、cr、zr中的一种或多种。

3.根据权利要求1所述的正极活性材料，其特征在于，所述正极活性材料为钠超离子导体型材料与磷酸焦磷酸锰钠以摩尔比(1-u):u形成的复合材料，所述钠超离子导体型材料满足化学式naxmnymzti2-y-z(po4)3，所述磷酸焦磷酸锰钠满足化学式na4mn3(po4)2(p2o7)。

4.根据权利要求3所述的正极活性材料，其特征在于，1.5＜y/(2-y-z)≤2.7；

5.根据权利要求3所述的正极活性材料，其特征在于，所述第一衍射峰的峰强为i(116)，所述第二衍射峰的峰强为i(222)，0.06≤i(222)/i(116)≤0.10；

6.根据权利要求1-5任一项所述的正极活性材料，其特征在于，进一步包括碳包覆层，所述碳包覆层至少位于所述正极活性材料的部分表面，基于所述碳包覆层和所述正极活性材料的总质量，所述碳包覆层的质量分数为10％-12％；

7.根据权利要求1-5任一项所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘亚飞，马一博，杨浩然，陈彦彬，
申请(专利权)人：北京当升材料科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：