[发明专利]正极活性材料及其制备方法及钠离子电池

说明书

本申请提供了一种正极活性材料及其制备方法及电化学储能装置。所述正极活性材料的分子式为A_xM[M′(CN)₆]_y·zH₂O，其中，A为碱金属离子、碱土金属离子中的一种或几种，M与M′为过渡金属，0<x≤2，0.8≤y<1，0<z≤20。所述正极活性材料中M′(CN)₆空穴的含量小于等于0.2mol/mol。将正极活性材料的空穴含量控制在一定范围内一方面可以提高正极活性材料晶体框架结构的稳定性，从而提高钠离子电池的循环性能，另一方面还可以提高正极活性材料内碱金属或碱土金属离子的含量，从而提高钠离子电池的首次充电容量。此外，所述正极活性材料中的空穴含量在一定范围内，钠离子在正极活性材料内的传输通道不会因空穴的存在而被阻断，因此还可以使钠离子电池具有更好的倍率性能。

技术领域

本申请涉及电池领域，尤其涉及一种正极活性材料及其制备方法及钠离子电池。

背景技术

近年来，随着电子设备、电动工具、小功率电动汽车等迅猛发展，研究高能效、资源丰富及环境友好的储能装置是人类社会实现可持续性发展的必要条件。

钠离子电池因制造成本低、安全性好而被广泛关注。其中钠离子电池的正极活性材料是影响其性能的主要因素，因此，为满足规模庞大的市场需求，亟待开发一种使钠离子电池兼具良好的电化学性能及良好的动力学性能的钠离子电池正极活性材料。

鉴于此，特提出本申请。

发明内容

本申请的目的在于提供一种正极活性材料及其制备方法及钠离子电池，使用本申请正极活性材料的钠离子电池具有较高的首次充电容量，同时所述钠离子电池还具有较好的循环性能和倍率性能。

为了达到上述目的，在本申请的一方面，本申请提供了一种正极活性材料，所述正极活性材料的分子式为A_xM[M′(CN)₆]_y·zH₂O，其中，A为碱金属离子、碱土金属离子中的一种或几种，M与M′为过渡金属，0<x≤2，0.8≤y<1，0<z≤20。所述正极活性材料中M′(CN)₆空穴的含量小于等于0.2mol/mol。

在本申请的另一方面，本申请提供了一种正极活性材料的制备方法，用于制备本申请一方面的正极活性材料，包括步骤：(1)将金属M′和金属A形成的六氰基金属盐溶于溶剂中，获得溶液一；(2)将金属M盐溶于溶剂中，获得溶液二；(3)将溶液一和溶液二充分混合，获得混合溶液，陈化后得到沉淀物，之后沉淀物经洗涤、干燥，获得分子式为A_xM[M′(CN)₆]_y·zH₂O的正极活性材料，其中，在步骤(1)、步骤(2)、步骤(3)中的至少一个步骤中加入羧甲基纤维素钠。在本申请的又一方面，本申请提供了一种钠离子电池，其包括本申请一方面的正极活性材料。

相对于现有技术，本申请的有益效果为：

本申请的正极活性材料将空穴的含量控制在一定范围内，一方面可以提高正极活性材料晶体框架结构的稳定性，从而提高钠离子电池的循环性能，另一方面还可以提高正极活性材料内碱金属或碱土金属离子的含量，从而提高钠离子电池的首次充电容量。此外，所述正极活性材料中的空穴含量在一定范围内，钠离子在正极活性材料内的传输通道不会因空穴的存在而被阻断，因此还可以使钠离子电池具有更好的倍率性能。

附图说明

图1为实施例1和对比例1的首次充放电曲线；

图2为实施例1和对比例1的循环性能曲线；

图3为实施例1和对比例1的倍率性能曲线。

具体实施方式