[发明专利]磷酸铝/磷酸钠修饰表面的镍铁锰基材料、制备方法、用途

权利要求书

1.一种磷酸铝/磷酸钠修饰表面的镍铁锰基材料，其特征在于，所述材料为层状氧化物材料，空间群为所述材料中，原位形成的磷酸铝分布在钠镍铁锰材料表面，或分布在钠镍铁锰材料表面且分散在钠镍铁锰材料体相中；原位形成的磷酸钠分布在钠镍铁锰材料表面；

所述磷酸铝/磷酸钠修饰表面的镍铁锰基材料的化学通式为：AlPO₄@Na_a[Ni_bFe_cMn_dMe_e]O_2+β；

其中Ni的价态为+2,Fe的价态为+3,Mn的价态为+4，Me为Mg、Al、Ti中的一种或多种元素，Me的平均化合价为α；+2≤α≤+4；a、b、c、d、e、β分别为对应元素所占的摩尔百分比；它们之间的关系满足b+c+d+e＝1，且a+2b+3c+4d+αe＝2×(2+β)；其中，0.8≤a≤1.0；0＜b≤0.9；0＜c≤0.33；0＜d≤0.4；0≤e≤0.33；-0.02≤β≤0.02。

2.根据权利要求1所述的磷酸铝/磷酸钠修饰表面的镍铁锰基材料，其特征在于，所述磷酸铝/磷酸钠修饰表面的镍铁锰基材料用于钠离子二次电池的正极活性材料，首周充电时，镍离子失去电子，价态从+2价向+3价转变，同时铁离子失去电子，价态从+3价向+4价转变；首周放电时，具有较高价态的镍离子重新得到电子变回+2价，铁离子得到电子变回+3价。

3.根据权利要求1所述的材料，其特征在于，镍铁锰基材料表面修饰的磷酸铝/磷酸钠不参与氧化还原反应。

4.一种上述权利要求1-3任一所述的磷酸铝/磷酸钠修饰表面的镍铁锰基材料的制备方法，其特征在于，所述方法包括：

按化学计量比将Ni、Fe、Mn、Me的硝酸盐或硫酸盐溶于水或无水乙醇混合成前驱体溶液；其中，Me为Mg、Al、Ti中的一种或多种元素，Me的平均化合价为α；+2≤α≤+4；

用蠕动泵将所述前驱体溶液滴加在一定浓度和pH值的氨水溶液中，生成沉淀物[Ni_bFe_cMn_dMe_e]O_2+β前驱体；其中Ni的价态为+2,Fe的价态为+3,Mn的价态为+4，a、b、c、d、e、β分别为对应元素所占的摩尔百分比；它们之间的关系满足b+c+d+e＝1，且a+2b+3c+4d+αe＝2×(2+β)；其中，0.8≤a≤1.0；0＜b≤0.9；0＜c≤0.33；0＜d≤0.4；0≤e≤0.33；-0.02≤β≤0.02；

将[Ni_bFe_cMn_dMe_e]O_2+β前驱体、所需化学计量100wt％～108wt％的NaOH和/或Na₂CO₃、0.01mol％～5mol％的AlNO₃、0.01mol％～5mol％的NH₄H₂PO₄和/或(NH₄)₂HPO₄加入到水或无水乙醇中加热搅拌直至蒸干，干燥处理后得到前驱体粉末；

将所述前驱体粉末置于马弗炉内，在600℃～1000℃的空气气氛中热处理2～24小时；

将热处理后的前驱体粉末进行研磨，得到所述磷酸铝/磷酸钠修饰表面的镍铁锰基材料。