[發明專利]利用共沉淀法的鈉二次電池用正極活性材料前驅體的制備方法及由此制備的鈉二次電池用正極活性材料前驅體

在審

• 申請號: 201380068776.0
• 申請日: 2013-11-19
• 公開（公告）號: CN104885265A
• 公開（公告）日: 2015-09-02
• 發明（設計）人: 宣良國;吳承旼
• 申請（專利權）人: 漢陽大學校產學協力團
• 主分類號: H01M4/485
• 分類號: H01M4/485;H01M4/525;H01M4/505;H01M4/58;C01D1/02;H01M10/054
• 代理公司: 北京同立鈞成知識產權代理有限公司 11205
• 代理人: 楊文娟;臧建明

1.一種利用共沉淀法的鈉二次電池用正極活性材料前驅體的制備方法，包括以下步驟：

(a)將蒸餾水和第一pH調節劑倒入共沉淀反應器中，并且供入空氣或氮氣進行攪拌并保持反應器內部的pH值在6.5至7.5；

(b)將第二pH調節劑連續供入到所述反應器中進行混合，以調整反應器內的pH值在6.5至11；以及

(c)供入含有當量比例的鎳鹽、鐵鹽和錳鹽的過渡金屬化合物水溶液和絡合劑，形成鈉二次電池用正極活性材料前驅體粒子。

2.根據權利要求1所述的利用共沉淀法的鈉二次電池用正極活性材料前驅體的制備方法，其特征在于，所述步驟(a)中的所述第一pH調節劑為氨水溶液或硫酸銨水溶液。

3.根據權利要求1所述的利用共沉淀法的鈉二次電池用正極活性材料前驅體的制備方法，其特征在于，所述步驟(b)中的所述第二pH調節劑選自草酸銨、KOH和NaOH所構成的群組。

4.根據權利要求3所述的利用共沉淀法的鈉二次電池用正極活性材料前驅體的制備方法，其特征在于，在所述步驟(b)中供入KOH或NaOH作為所述第二pH調節劑時，調整反應器內的pH值在9至11。

5.根據權利要求3所述的利用共沉淀法的鈉二次電池用正極活性材料前驅體的制備方法，其特征在于，在所述步驟(b)中供入草酸銨作為所述第二pH調節劑時，調整反應器內的pH值在6.5至11。

6.根據權利要求1所述的利用共沉淀法的鈉二次電池用正極活性材料前驅體的制備方法，其特征在于，所述步驟(c)中的所述鎳鹽選自硫酸鎳、硝酸鎳、氯化鎳、氟化鎳、乙酸鎳和氫氧化鎳所構成的群組，所述鐵鹽選自硫酸鐵、硝酸鐵、氯化鐵、氟化鐵、乙酸鐵和氫氧化鐵所構成的群組，所述錳鹽選自硫酸錳、硝酸錳、氯化錳、氟化錳、乙酸錳和氫氧化錳所構成的群組。

7.根據權利要求1所述的利用共沉淀法的鈉二次電池用正極活性材料前驅體的制備方法，其特征在于，所述步驟(c)中的所述絡合劑選自氨水溶液(NH₄OH)、硫酸銨((NH₄)₂SO₄)、硝酸銨(NH₄NO₃)和第一磷酸銨((NH₄)₂HPO₄)所構成的群組。

8.根據權利要求1所述的利用共沉淀法的鈉二次電池用正極活性材料前驅體的制備方法，其特征在于，所述步驟(c)中的所述絡合劑的濃度與所述過渡金屬化合物水溶液的濃度之比為0.8至1.2。

9.一種由根據權利要求1至8中任一項所述的制備方法制備的鈉二次電池用正極活性材料前驅體，其特征在于，其是粒子大小為5至15μm的球形，粒度分布呈單分散型。

10.根據權利要求9所述的鈉二次電池用正極活性材料前驅體，其特征在于，所述鈉二次電池用正極活性材料前驅體由Ni_xFe_yMn_1-x-y(OH)₂表示，其中0.1≤x≤0.3，0.2≤y≤0.7，0.1≤1-x-y≤0.5。

11.根據權利要求9所述的鈉二次電池用正極活性材料前驅體，其特征在于，所述鈉二次電池用正極活性材料前驅體由Ni_xFe_yMn_1-x-yC₂O₄表示，其中0.1≤x≤0.3，0.2≤y≤0.7，0.1≤1-x-y≤0.5。

12.根據權利要求9所述的鈉二次電池用正極活性材料前驅體，其特征在于，所述鈉二次電池用正極活性材料前驅體由[Ni_xFe_yMn_1-x-y]₃O₄表示，其中0.1≤x≤0.3，0.2≤y≤0.7，0.1≤1-x-y≤0.5。

13.一種鈉二次電池用正極活性材料，利用根據權利要求9所述的鈉二次電池用正極活性材料前驅體來制備。

14.一種鈉二次電池，包含根據權利要求13所述的鈉二次電池用正極活性材料。