[发明专利]一种钠离子电池正极材料及其制备方法与用途

说明书

本发明公开了一种钠离子电池正极材料及其制备方法与用途。所述制备方法包括：采用湿法掺杂技术将掺杂剂均匀包裹于共沉淀前驱体表面，获得第一材料；将所述第一材料与钠源混合进行第一烧结处理，获得第二材料；以包覆剂对所述第二材料进行一次包覆，再经第二烧结处理，获得第三材料；对所述第三材料进行水洗处理，获得第四材料；以及，以包覆剂对所述第四材料进行二次包覆，再经第三烧结处理，获得钠离子电池正极材料。本发明提供的制备方法提升了材料掺杂的均匀性，钠离子电池正极材料的综合性能得以提升；同时本发明提供的制备方法克服了钠电池氧化物正极材料不能水洗的缺陷，大幅降低了材料表面的残碱。

技术领域

本发明属于新材料技术领域，具体涉及一种钠离子电池正极材料及其制备方法与用途。

背景技术

随着社会经济的迅速发展，能源与环境成为人们日益关注的焦点。锂离子电池作为绿色环保的储能器件，因其具有能量密度高，循环寿命长，污染小等优势，在电子消费、储能及电动汽车领域得到了广泛应用。然而，随着锂电池需求的不断增长，锂资源短缺及价格上涨严重制约了其发展。钠与锂具有相似的物理化学性质，钠元素地壳丰度排第六，且资源分布均匀，价格低廉，有望在储能及低速电动车等领域得到广泛应用。

同锂离子电池类似，正极材料的性能是影响钠离子电池性能的关键因素之一，层状氧化物正极由于其氧化还原电位较高、比容量高、价格低廉等，受到越来越多的关注。目前，层状氧化物正极材料在合成过程中会遇到很多问题，如掺杂元素分布不均匀、表面残碱过高等，这容易导致材料的性能不佳。

通过在一次烧结过程中混入掺杂剂可以有效改善材料的结构稳定性，但掺杂剂难以均匀分布于前驱体表面，这可能导致掺杂剂出现局部含量过高的状况，烧结后仍残留在材料表面，导致阻抗增加，影响材料的克容量发挥等。此外，材料合成过程中往往有部分钠源难以反应或因为材料本身的空气稳定性差而导致残碱积累，对材料的性能产生不利影响。此外，由于钠电池正极材料对水的敏感性更强，因此，如何提供一种采用水洗工艺的钠电池正极材料是亟待解决的问题。

发明内容

本发明的主要目的在于提供一种钠离子电池正极材料及其制备方法与用途，以克服现有技术的不足。

为实现前述发明目的，本发明采用的技术方案包括：

本发明实施例提供了一种钠离子电池正极材料的制备方法，其包括：

采用湿法掺杂技术将掺杂剂均匀包裹于共沉淀前驱体表面，获得第一材料；

将所述第一材料与钠源混合进行第一烧结处理，获得第二材料；

以包覆剂对所述第二材料进行一次包覆，再经第二烧结处理，获得第三材料；

将所述第三材料进行水洗处理，获得第四材料；

以及，以包覆剂对所述第四材料进行二次包覆，再经第三烧结处理，获得钠离子电池正极材料。

本发明实施例还提供了前述的制备方法制得的钠离子电池正极材料。

本发明实施例还提供了前述的钠离子电池正极材料在制备钠离子电池中的用途。

与现有技术相比，本发明的有益效果在于：

(1)本发明提供的钠离子电池正极材料的制备方法提升了材料掺杂的均匀性；同时提升了材料的结构稳定性，钠离子电池正极材料的综合性能得以提升；

(2)本发明提供的钠离子电池正极材料的制备方法克服了钠电池氧化物正极材料不能水洗的缺陷，大幅降低材料表面的残碱。

附图说明