一种无机酸钠盐包覆的钠离子层状氧化物正极材料及其制备方法

文档序号:37544344发布日期:2024-04-08 13:46阅读:来源:国知局

技术特征:

1.一种无机酸钠盐包覆的钠离子电池层状正极材料,其特征在于,化学式表达为naxtmo2@naanboc,naanboc为无机酸盐,均匀包覆在层状金属氧化物naxtmo2的表面,其中tm为过渡金属ni、co、mn、cu、fe、ti中的至少一种,n则为b、p、si、s中的至少一种;x为2/3至1,1≤a≤3,1≤b≤4,c满足naanboc的电荷平衡。

2.根据权利要求1所述的无机酸钠盐包覆的钠离子电池层状正极材料,其特征在于,naanboc选自na2sio3、na2bo3、na3po4、na2so4中的至少一种。

3.根据权利要求1所述的无机酸钠盐包覆的钠离子电池层状正极材料,其特征在于,所述的无机酸钠盐涂层包覆的钠电层状正极材料,其特征在于,包覆层厚度为5-30nm,优选为10-15nm。

4.权利要求1-3任一项所述无机酸钠盐包覆的钠离子电池层状正极材料的制备方法,其特征在于,包括以下步骤:将钠离子电池层状正极材料naxtmo2和含n元素的无机酸或氧化物或单质源材料于融合包覆机充分整型包覆;包覆工艺是先进行400-600℃的中高温融合包覆,再进行常温融合包覆;n元素为b、p、si、s中的至少一种。

5.根据权利要求4所述的制备方法,其特征在于,中高温融合包覆是在500-600℃,600-800rpm条件下包覆2-4小时;常温融合包覆是在20-30℃,1200-1500rpm条件下包覆5-10小时。

6.根据权利要求4所述的制备方法,其特征在于,所述含n元素的无机酸或氧化物或单质源材料选自磷酸、硼酸、硅酸、氧化硼、五氧化二磷、硫中得至少一种。

7.根据权利要求4所述的制备方法,其特征在于,所述钠离子电池层状正极材料naxtmo2通过包括以下步骤的制备方法制得:钠源和过渡金属tm源投料,钠源按照化学计量比的110%-120%投料,球磨混合均匀形成混合物,煅烧升温至600-1000℃,保温12-48h,冷却至室温得到层状金属氧化物naxtmo2。

8.根据权利要求7所述的制备方法,其特征在于,钠源选自碳酸钠、碳酸氢钠、氢氧化钠、氧化钠、过氧化钠的至少一种;过渡金属tm源选自tm的氧化物、硫酸盐、硝酸盐、碳酸盐、乙酸盐、草酸盐及其水合化合物中的至少一种;钠源材料的投料比按化学计量比的110%-120%投料,除钠源外,过渡金属tm源,按照结构通式所确定的化学计量比投料。

9.根据权利要求4所述的制备方法,其特征在于,球磨的工艺参数是球料比20-30:1,球磨时间为1-50小时,球磨机转速为200-1000rpm;锻烧气氛为氧气、空气中的至少一种,升温速率为1-10℃/min,冷却时的降温速率为1-10℃/min。

10.一种钠离子电池,其正极的制备原料包括权利要求1-3任一项所述无机酸钠盐包覆的层状正极材料;


技术总结
本发明公开了一种无机酸钠盐包覆的钠离子电池层状正极材料,化学式表达为Na<subgt;x</subgt;TMO<subgt;2</subgt;@Na<subgt;a</subgt;N<subgt;b</subgt;O<subgt;c</subgt;,Na<subgt;a</subgt;N<subgt;b</subgt;O<subgt;c</subgt;为无机酸盐,均匀包覆在层状金属氧化物Na<subgt;x</subgt;TMO<subgt;2</subgt;的表面,其中TM为过渡金属Ni、Co、Mn、Cu、Fe、Ti中的至少一种,N则为B、P、Si、S中的至少一种;x为2/3至1,1≤a≤3,1≤b≤4,c满足Na<subgt;a</subgt;N<subgt;b</subgt;O<subgt;c</subgt;的电荷平衡,包覆层厚度为10‑15nm。本发明正极材料制备是将Na<subgt;x</subgt;TMO<subgt;2</subgt;与包覆材料通过高温融合包覆机进行先中高温包覆、再常温包覆的两段式包覆工艺,进行充分整型包覆,进而得到热稳定性优良的正极包覆材料,电化学性能优异,特别是高温下循环稳定性优异。

技术研发人员:郭玉国,郭玉洁,殷雅侠,辛森,李慧,徐丽,王博,白会涛,盛鹏,李圣驿,薛睛,裘吕超,梅简,周宇通
受保护的技术使用者:中国科学院化学研究所
技术研发日:
技术公布日:2024/4/7
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