[发明专利]抑制过渡金属层滑移的钠离子层状氧化物正极材料及其制备方法

权利要求书

1.一种抑制过渡金属层滑移的钠离子层状氧化物正极材料，其特征在于，钠离子层状氧化物材料的结构化学式为Na_xA_aLi_bNi_cMn_0.67O_2-yF_y，其中0.55≤x≤0.83，0.01≤a≤0.2，0.01≤b≤0.27，0≤c0.33，0.05≤y≤0.15，x+a0.85，b+c＝0.33；A离子为Mg²⁺、K⁺、Ag⁺、Ca²⁺中的至少一种并处于钠层内；Li⁺离子处于过渡金属层内；F^-离子处于氧层内。

2.根据权利要求1所述的抑制过渡金属层滑移的钠离子层状氧化物正极材料，其特征在于，0.61≤x≤0.8，0.03≤a≤0.1，0.01≤b≤0.15，0.23≤c0.33。

3.根据权利要求1所述的抑制过渡金属层滑移的钠离子层状氧化物正极材料，其特征在于，钠离子层状氧化物正极材料的颗粒尺寸为100nm～10μm。

4.根据权利要求3所述的抑制过渡金属层滑移的钠离子层状氧化物正极材料，其特征在于，钠离子层状氧化物正极材料的颗粒尺寸为500nm～5μm。

5.一种权利要求1～4中任意一项的钠离子层状氧化物正极材料在钠离子电池中的应用。

6.一种权利要求1至5中任意一项的钠离子层状氧化物正极材料的制备方法，其特征在于，该方法包括如下合成步骤：

步骤一：将符合化学计量比的原料进行球磨混合均匀，其中，钠源包括：碳酸钠、乙酸钠、氧化钠、硝酸钠中的至少一种；A离子的来源为碳酸钾、乙酸钾、氧化钾、硝酸钾、硝酸钙、碳酸钙、氧化钙、硝酸银、氧化银、乙酸镁、氧化镁中的至少一种；锂源为碳酸锂、乙酸锂、氧化锂、硝酸锂中的至少一种；镍源为乙酸镍、氧化镍中的至少一种；锰源为乙酸锰、氧化锰中的至少一种；氟源为氟化锂、氟化钠中的至少一种；

步骤二：将混合后的原料施加1～20MPa的压力制得致密圆片，压片时间为1s～30min；

步骤三：将致密圆片进行高温烧结，随后冷却至室温，获得层状金属氧化物正极材料，烧结温度为700℃～1200℃，烧结时间为6h～24h，升降温速率为1℃/min～10℃/min。

7.根据权利要求6所述的钠离子层状氧化物正极材料的制备方法，其特征在于，步骤一中，钠源、与锂源为碳酸盐或乙酸盐；A离子的来源为钾时，钾源为碳酸盐或乙酸盐。

8.根据权利要求6所述的钠离子层状氧化物正极材料的制备方法，其特征在于，步骤二中，压片的压力为5～10MPa，压片时间5～15min。

9.根据权利要求6所述的钠离子层状氧化物正极材料的制备方法，其特征在于，步骤三中，烧结温度为800℃～1000℃，烧结时间10h～20h。

10.根据权利要求6所述的钠离子层状氧化物正极材料的制备方法，其特征在于，步骤三中，材料烧结过程在氧气、空气、氮气或氩气中进行。