[发明专利]一种钠离子复合正极材料及其制备方法和应用

权利要求书

1.一种钠离子复合正极材料的制备方法，其特征在于，所述方法包括：

将钠离子正极材料、碳材料、导电聚合物单体和有机溶剂混合后，进行聚合反应，得钠离子复合正极材料。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述钠离子正极材料包括层状氧化物、聚阴离子型化合物和普鲁士蓝类正极材料中的至少一种，优选为聚阴离子型化合物，进一步优选为铁基的硫酸盐；

优选地，所述碳材料包括碳纳米管、石墨类材料和导电炭黑中的至少一种；

优选地，所述导电聚合物单体包括噻吩、苯胺、吡咯及其掺杂衍生物中的至少一种；

优选地，所述钠离子正极材料、碳材料和导电聚合物单体的质量比为(20-40):(0.1-1):(2-6)，优选为(25-35):(0.2-0.5):(3-5)；

优选地，所述有机溶剂包括丙酮、N-甲基吡咯烷酮、乙腈、乙醇、丙醇和异丙醇中的至少一种；

优选地，所述钠离子正极材料和所述有机溶剂的质量比为(20-40):(100-200)。

3.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述混合按照下述方式进行：

(a)将碳材料和有机溶剂预先混合并球磨，得到碳材料分散液；

(b)向所述的碳材料分散液中加入钠离子正极材料和导电聚合物单体，搅拌分散，得到混合物料。

4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，步骤(a)所述球磨的转速为300-600rpm；

优选地，步骤(a)所述球磨的时间为20-120min；

优选地，步骤(b)所述搅拌分散的时间为1-5h。

5.根据权利要求1-4任一项所述的方法，其特征在于，所述将钠离子正极材料、碳材料、导电聚合物单体和有机溶剂混合的步骤中，混合的原料中还包括纤维素类模板剂；

优选地，所述纤维素类模板剂包括醋酸纤维素、乙基纤维素和醋酸纤维素的衍生物中的至少一种；

优选地，所述纤维素类模板剂和碳材料的质量比为(10-20):(0.1-1)；

优选地，所述纤维素类模板剂加入至步骤(a)所述碳材料分散液中，加入过程中优选伴有搅拌。

6.根据权利要求1-5任一项所述的方法，其特征在于，所述将钠离子正极材料、碳材料、导电聚合物单体和有机溶剂混合的步骤中，混合的原料中还包括有机酸和/或氧化剂；

优选地，所述有机酸包括草酸、己二酸、醋酸、磺酸和植酸中的至少一种；

优选地，所述有机酸的质量为所述导电聚合物单体的质量的125％-200％；

优选地，所述氧化剂包括过硫酸盐、双氧水和氯化铁中的至少一种；

优选地，所述氧化剂与所述导电聚合物单体的摩尔比为1:(10-100)；

优选地，所述有机酸和/或氧化剂在步骤(b)加入导电聚合物单体之后加入，加入后搅拌均匀并静置，所述静置的时间优选为5-24h。

7.根据权利要求1-6任一项所述的方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：

(1)将碳材料和有机溶剂预先混合并球磨，得到碳材料分散液；

(2)在搅拌条件下向碳材料分散液中加入纤维素类模板剂，得到浆料；

(3)向浆料中加入钠离子正极材料和导电聚合物单体，搅拌分散，得到混合物料；

(4)向混合物料中加入有机酸和/或氧化剂，加入后搅拌均匀并静置，洗涤干燥后得到钠离子正极材料。

8.一种采用权利要求1-7任一项所述的方法制备的钠离子复合正极材料，其特征在于，所述钠离子复合正极材料包括钠离子正极材料和位于所述钠离子正极材料表面的复合层，所述复合层包括导电聚合物和分散在所述导电聚合物中的碳材料。

9.一种正极片，其特征在于，所述正极片包括如权利要求8所述的钠离子复合正极材料。

10.一种钠离子电池，其特征在于，所述钠离子电池包括如权利要求9所述的正极片。