[发明专利]一种大颗粒单晶O3型钠离子电池层状正极材料及其制备方法和应用

权利要求书

1.一种大颗粒单晶O3型钠离子电池层状正极材料，其特征在于，所述正极材料的化学式为NaM_pNi_xFe_yMn_zO₂；

其中，M选自闪锌矿结构化合物，所述M作为成核的晶核核子结构；

0.01≤p≤1，0≤x≤1，0≤y≤1和0≤z≤1；x+y+z=1。

2.根据权利要求1所述的正极材料，其特征在于，所述M选自SiC、GeSi、GaAs、ZnS、CdTe、HgTe、CuBr、CuI、ZnSiP₂、ZnGeP₂、ZnGeAs₂、CdGeAs₂、CdSnSe₂、CuGaSe₂、AgInTe₂、AgTlTe₂、CuInSe₂、CuAlS₂、Cu₃AsSe₄、Ag₃AsTe₄、Cu₃SbS₄、Ag₃SbSe₄中的至少一种。

3.根据权利要求1所述的正极材料，其特征在于，0.1≤p≤0.5，0.1≤x≤0.5，0.1≤y≤0.5，0.1≤z≤0.7。

4.根据权利要求1所述的正极材料，其特征在于，所述正极材料为单晶材料，所述单晶的直径为0.5~300 nm；所述正极材料粒径D50为2~30μm；所述正极材料层间距约为2~10 Å。

5.一种如权利要求1~4任意一项所述的正极材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

A）将前驱体、钠盐以及M混合后分散于醇类溶剂中，得到混合物；

所述前驱体选自含镍、铁和锰元素中的至少一种的氧化物或氢氧化物；

M选自闪锌矿结构化合物；

B）将所述混合物干燥后进行烧结，得到正极材料。

6.一种如权利要求1~4任意一项所述的正极材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

a）将镍源化合物、铁源化合物和锰源化合物中的至少一种、钠盐以及M混合后分散于醇类溶剂中，得到混合物；

M选自闪锌矿结构化合物；

b）将所述混合物喷雾干燥后进行烧结，得到正极材料。

7.根据权利要求5或6所述的制备方法，其特征在于，所述钠盐选自碳酸钠、氢氧化钠、氧化钠、过氧化钠、磷酸钠、硫酸钠、磷酸二氢钠、硫酸二氢钠、苯酚钠中的至少一种；

所述前驱体选自氧化镍、氧化镍铁、氧化镍铁锰、氧化锰、氧化铁、氧化锰铁、氧化镍锰、氢氧化镍、氢氧化铁、氢氧化锰、氢氧化镍铁、氢氧化镍铁锰、氢氧化镍锰中的至少一种；

所述镍源化合物选自硫酸镍、氯化镍、氨基磺酸镍、溴化镍、氢氧化亚镍、羰基镍、氧化镍中的一种或多种；

所述铁源化合物选自氧化铁、氧化亚铁、硫酸铁、氯化铁、硝酸铁、草酸亚铁中的一种或多种；

所述锰源化合物选自高锰酸钾、锰酸钾、草酸锰、氧化锰中的一种或多种；

所述醇类溶剂选自甲醇、乙醇、乙二醇、丙三醇、正丁醇、环己六醇、苯甲醇中的一种或多种。

8.根据权利要求5或6所述的制备方法，其特征在于，所述喷雾干燥的喷雾速率为5~20ml/min，加热温度为100~255℃。

9.根据权利要求5或6所述的制备方法，其特征在于，所述烧结的温度为625~1210℃，保温时间为0.5~20h。

10.一种钠电池，其特征在于，包括权利要求1~4任一项所述的正极材料或者包括权利要求5~9任一项所述的制备方法制备得到的正极材料。