[发明专利]一种钠离子电池正极材料及其制备方法

权利要求书

1.一种钠离子电池正极材料，其特征在于，包括嵌钠层状过渡金属氧化物，所述嵌钠层状过渡金属氧化物中掺杂有钾离子。

2.如权利要求1所述的钠离子电池正极材料，其特征在于，所述的钾离子与所述嵌钠层状过渡金属氧化物中的钠离子的摩尔比为0.3-5.0:100，优选为0.7-3.8:100，更优选为1.9-2.7:100，例如2.0-2.6:100，最优选为2.3:100；

和/或，所述的嵌钠层状过渡金属氧化物中的层状过渡金属氧化物为铜、镁、铬、钛、锡、钒、锌、钴、镍、铁和锰元素中至少一种或多种的氧化物，优选为镍、铁和锰元素中至少一种的层状氧化物，更优选镍、铁和锰元素的复合层状氧化物；

和/或，所述的钠离子电池正极材料的平均粒径为1-15微米，例如4-12微米；

和/或，所述的嵌钠层状过渡金属氧化物中钠离子和氧元素的摩尔比为0.8-1.1:2，例如1:2。

3.如权利要求2所述的钠离子电池正极材料，其特征在于，当所述的嵌钠层状过渡金属氧化物中的层状过渡金属氧化物为镍、铁和锰元素的复合层状氧化物时，所述的镍、铁和锰元素的复合层状氧化物中镍、锰和铁元素的摩尔比为1:1:1；

和/或，当所述的嵌钠层状过渡金属氧化物中的层状过渡金属氧化物为镍、铁和锰元素的复合层状氧化物时，所述嵌钠层状过渡金属氧化物中的钠离子与所述镍元素的摩尔比为1.25-6:1，例如2-4:1，又例如3:1。

4.权利要求1-3中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：将前驱体、钠源和钾源的混合物进行煅烧，得到钠离子电池正极材料；其中，所述的前驱体为过渡金属元素的氢氧化物、过渡金属元素的碳酸盐、单一过渡金属元素的氧化物或两种以上单一过渡金属元素的氧化物的混合物。

5.如权利要求4所述的钠离子电池正极材料的制备方法，其特征在于，所述的钠源为碳酸钠或氢氧化钠；

和/或，所述的钾源为碳酸钾或氢氧化钾；

和/或，所述的前驱体中的过渡金属元素的总摩尔数与以钠计的钠源的摩尔数的比例为1:0.8-1.1，例如1:0.95-1.05；

和/或，以钠计的钠源和以钾计的钾源的质量比为1:0.005-0.08，优选1:0.01-1:0.07，更优选1:0.03-1:0.05，例如1:0.034-1:0.044，最优选1:0.039；

和/或，所述煅烧的煅烧温度为800-1000℃，例如850-890℃；

和/或，所述煅烧的煅烧时间为15-30小时；

和/或，所述的煅烧在空气气氛中进行；

和/或，所述的煅烧后将产物冷却到室温。

6.如权利要求4所述的钠离子电池正极材料的制备方法，其特征在于，当所述的前驱体为过渡金属元素的氢氧化物时，所述的过渡金属元素的氢氧化物为铜、镁、铬、钛、锡、钒、锌、钴、镍、铁和锰元素中的一种的氢氧化物或其中两种以上的复合氢氧化物，例如镍、铁和锰元素中的一种的氢氧化物或其中两种以上的复合氢氧化物，又例如镍、亚锰和亚铁中的一种的氢氧化物或两种以上的复合氢氧化物，又例如镍、亚锰和亚铁的复合氢氧化物；

和/或，当所述的前驱体为过渡金属元素的氢氧化物时，所述的过渡金属元素的氢氧化物采用共沉淀法制备；优选地，所述的过渡金属元素的氢氧化物的制备方法包括：在水中，在络合剂存在的条件下，将过渡金属元素的盐与沉淀剂进行共沉淀反应，得到过渡金属元素的氢氧化物，所述的沉淀剂为氢氧化钠；更优选地，所述的过渡金属元素的氢氧化物的制备方法包括：在水中，在络合剂存在的条件下，将镍盐、亚锰盐和亚铁盐与沉淀剂进行共沉淀反应，得到镍、亚锰和亚铁的复合氢氧化物；更优选地，所述的过渡金属元素的氢氧化物的制备方法包括：将镍盐、亚锰盐和亚铁盐的混合溶液A、沉淀剂和络合剂的混合溶液B与络合剂水溶液混合，进行共沉淀反应，得到镍、亚锰和亚铁的复合氢氧化物。