一种钠离子电池正极材料碳酸盐前驱体及其制备方法技术

本发明专利技术提供了一种钠离子电池正极材料碳酸盐前驱体及其制备方法。制备方法包括：称取G盐配制成第一溶液；称取J盐配制成第二溶液；称取M盐配制成第三溶液；配制络合剂溶液；配置Ni、Fe和Mn金属盐混合溶液，加入抗氧化剂，形成第一反应体系的底液；将络合剂和抗氧化剂加入反应釜中，形成第二反应体系的底液；将第二溶液、第三溶液以及络合剂溶液加入第二反应体系的底液中；将第一溶液加入第一反应体系的同时将第一反应体系溶液加入到第二反应体系中进行共沉淀反应，形成G金属元素梯度掺杂；反应结束后得到前驱体。本发明专利技术方法通过在前驱体的制备过程中进行原位元素掺杂，能够实现多元素的均匀掺杂，掺杂效果好且实现了G金属盐的梯度掺杂。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及钠离子电池领域，具体地涉及一种钠离子电池正极材料碳酸盐前驱体及其制备方法。

技术介绍

1、在全球能源转型与碳中和战略的推动下，钠离子电池作为新兴二次电池技术备受瞩目。近年来，随着锂资源短缺、成本攀升及环保需求的加剧，钠离子电池凭借资源丰富、成本低廉和安全性高等显著优势，已成为锂离子电池体系的重要补充乃至潜在替代方案。

2、层状氧化物正极材料在钠离子电池中展现出高能量密度与快速充放电的潜力，但其材料结构稳定性不足成为制约产业化应用的关键瓶颈。在钠离子脱嵌过程中，层状结构易发生不可逆晶格畸变，进而引发循环容量的持续衰减。具体而言，o3型晶体结构在高脱钠状态下易向低钠含量的p3相转变，导致活性位点不可逆减少。通过元素掺杂调控晶体场稳定性是改善材料结构完整性的有效策略，但传统高温固相烧结法因掺杂元素空间分布不均匀且晶格占位效率低，致使改性效果未能达到预期。因此，开发新型均匀掺杂工艺以实现原子尺度的精准掺杂，成为提升层状正极材料电化学性能的关键路径。需要指出的是，单元素掺杂体系仅能对材料特定性能产生有限优化，而基于前驱体设计的多元素协同掺杂本文档来自技高网...

【技术保护点】

1.一种钠离子电池正极材料碳酸盐前驱体制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

2.根据权利要求1所述的钠离子电池正极材料碳酸盐前驱体制备方法，其特征在于，第一溶液中G盐浓度为0.1mol/L～4mol/L，第二溶液中J盐浓度为0.001mol/L～10mol/L，第三溶液中M盐浓度为0.001mol/L～10mol/L，碳酸盐溶液浓度为0.2mol/L～10mol/L，络合剂溶液浓度为0.1mol/～5mol/L。

3.根据权利要求1或2所述的钠离子电池正极材料碳酸盐前驱体制备方法，其特征在于，配制成络合剂溶液的络合剂以及加入反应釜中形成第二反应体系底液的络合剂为氨...

【技术特征摘要】

1.一种钠离子电池正极材料碳酸盐前驱体制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

2.根据权利要求1所述的钠离子电池正极材料碳酸盐前驱体制备方法，其特征在于，第一溶液中g盐浓度为0.1mol/l～4mol/l，第二溶液中j盐浓度为0.001mol/l～10mol/l，第三溶液中m盐浓度为0.001mol/l～10mol/l，碳酸盐溶液浓度为0.2mol/l～10mol/l，络合剂溶液浓度为0.1mol/～5mol/l。

3.根据权利要求1或2所述的钠离子电池正极材料碳酸盐前驱体制备方法，其特征在于，配制成络合剂溶液的络合剂以及加入反应釜中形成第二反应体系底液的络合剂为氨水、edta和5-黄基水杨酸中的至少一种。

4.根据权利要求1或2所述的钠离子电池正极材料碳酸盐前驱体制备方法，其特征在于，形成第一反应体系底液和形成第二反应体系底液的抗氧化剂为抗坏血酸、柠檬酸和乙二胺四乙酸中的至少一种。

5.根据权利要求1或2所述的钠离子电池正极材料碳酸盐前驱体制备方法，其特征在于，m盐溶于碳酸盐溶液的温度为35℃～85℃，m盐为钽酸钠、钽酸钾、钼酸钠、钼酸钾、钨酸钠和钨酸钾中的至少一种；j盐溶于酸性溶液的温度为35℃～85℃，溶解过程ph为1～7，j盐为硝酸锆、硫酸锆、醋酸锆和异丙醇锆中的至少...

【专利技术属性】
技术研发人员：罗忠源，陈圆圆，王丁，董鹏，张英杰，王贤树，段建国，
申请(专利权)人：昆明理工大学，
类型：发明
国别省市：