[发明专利]一种钠离子电池正极材料前驱体及制备方法

说明书

一种钠离子电池正极材料前驱体，化学式为Ni_xMn_yM_z(OH)₂，0.4≤x＜0.6，0.2≤y＜0.5，0.1＜z≤0.3。制备方法包括：一、配制Ni、Mn、M盐的混合溶液；配制氢氧化钠或氢氧化钾溶液作为沉淀剂；配制氨水溶液作为络合剂；二、向釜中加入纯水、沉淀剂和络合剂配成底液；三、通入空气与氮气的混合气体，体积比为3~5:1，将混合溶液、沉淀剂与络合剂加入釜中进行共沉淀；溢流流向提浓机，控制釜中固含量，直至物料达到目标粒度要求；四、将产物经压滤、洗涤、干燥得到钠离子电池正极材料前驱体。本发明可提高层状钠离子过渡金属氧化物在充放电过程中的材料结构相变可逆性，且钠离子传输效率高，同时缓解了极化，可满足商业化的应用要求。

技术领域

本发明涉及钠离子电池正极材料技术领域，具体涉及一种钠离子电池正极材料前驱体及制备方法。

背景技术

新能源汽车的发展带动了人们对锂资源的需求，价格也水涨船高，极大地提高了新能源汽车的成本。相对于锂资源的短缺，钠在地球上的储量极其丰富，且价格低廉。因此，钠离子电池逐渐走入了大众的视野，有望在部分领域代替锂离子电池。

在众多的钠离子电池正极材料中，层状钠离子过渡金属氧化物因其具有较高的体积能量密度、制备简单、价格相对较低等优点，得到了广泛的关注。然而，层状钠离子过渡金属氧化物在充放电过程中材料结构相变可逆性差、电极/电解液界面接触不充分导致钠离子扩散变慢以及较大的钠离子半径降低了脱嵌速度导致极化现象的产生等问题阻碍了其商业化的应用。

因此，如何解决上述现有技术存在的不足，便成为本发明所要研究解决的课题。

发明内容

本发明的目的是提供一种钠离子电池正极材料前驱体及制备方法。

为达到上述目的，本发明于产品层面采用的技术方案是：

一种钠离子电池正极材料前驱体，化学式为Ni_xMn_yM_z(OH)₂，其中，M为Cu、Fe中的一种或者两种，0.4≤x＜0.6，0.2≤y＜0.5，0.1＜z≤0.3。

上述技术方案中的有关内容解释如下：

1.上述方案中，D50为6～8um，粒度径距0.60＜(D90-D10)/D50＜0.80，振实密度为1.35～1.55g/cm³，比表面积为30～60m²/g。

为达到上述目的，本发明于方法层面采用的技术方案是：

一种钠离子电池正极材料前驱体的制备方法，包括：

步骤一、配制Ni、Mn、M盐的混合溶液；

配制摩尔浓度为8～10mol/L的氢氧化钠或氢氧化钾溶液作为沉淀剂；

配制摩尔浓度为2～4mol/L的氨水溶液作为络合剂；

步骤二、向封闭的反应釜中加入纯水、所述沉淀剂和所述络合剂配成底液，通过所述沉淀剂控制底液的pH值为11.35～11.55，通过所述络合剂控制底液中的氨浓度为0.05～0.15mol/L，并将底液的温度维持在55～65℃；

步骤三、保持反应釜的搅拌开启，通入空气与氮气的混合气体，所述空气与所述氮气的体积比为3:1～5:1，流量为600～800L/h，将步骤一中的所述混合溶液、所述沉淀剂与所述络合剂分别以200～600mL/min的流速持续加入反应釜中进行共沉淀反应；反应过程中pH维持在11.35～11.55，反应的温度维持在55～65℃，反应釜的转速为400～600r/min；