[发明专利]一种具有多相复合层状结构的钠离子电池正极材料的制备方法

摘要

本发明提供了一种钠离子电池正极及制备方法，材料的化学成分组成为NaxLiyMnaCobNicO2，包含由P型过渡金属相和Li2MnO3相形成的两相复合层状结构，材料在XRD图谱上，15.8°、15.9°、37.8°、39.7°、45.5°和49.2°的位置处有特征衍射强峰。上述材料的制备先在水中加入各金属的盐及助燃剂，之后在反应器中燃烧得到前驱体，最后对前驱体进行热处理，随炉冷却至室温。本发明的材料为Na‑P相与Li2MnO3相交互生长的复合结构，形成一种Li2MnO3/Na‑P相共存的复合结构层状材料，可以有效提高Na‑P相的循环稳定性和倍率性能。本发明提供的制备方法简单、条件易控制，便于产业化。

主权项

1.一种钠离子电池正极材料的方法，其特征在于：按以下步骤进行，(Ⅰ)材料的化学成分组成为NaxLiyMnaCobNicO2，0.45＜x＜1.2，0.1＜y＜0.3，0.5＜a≤0.9，0≤b＜0.5，0≤c＜0.5且a+b+c＝1，按化学成分的摩尔比，在水中加入乙酸钠或/和硝酸钠、乙酸锂或/和硝酸锂、过渡金属的乙酸盐或/和硝酸盐，且溶液中同时包括乙酸根和硝酸根，以及水溶性糖类有机物，搅拌至溶液呈红色，所述过渡金属选自镍或/和钴、以及锰，过渡金属离子总浓度为0.2～1mol/L；(Ⅱ)在搅拌条件下将第(Ⅰ)步的溶液加热，至溶液变为红褐色粘稠状时停止加热和搅拌，并将其转移到蒸发反应器皿中；继续在在90～120℃蒸干水份后，再于300～400℃加热至蒸干后的产物在蒸发反应器皿中燃烧反应完毕；(Ⅲ)将经第(Ⅱ)步燃烧后的产物处理至粉末后置于高温热处理装置中，先以1～2℃/min的加热速率加热至400～500℃保温2～6h，再以5～10℃/min的加热速率升温至温度T处理10～20h，其中T依据所制得材料的具有的相特征而在650℃≤T≤950℃内选择，随炉冷却至室温得到钠离子电池材料。