[發明專利]一種高性能鈉離子電池正極材料及其制備方法

在審

• 申請號: 201811049969.2
• 申請日: 2018-09-11
• 公開（公告）號: CN109301238A
• 公開（公告）日: 2019-02-01
• 發明（設計）人: 何會兵;高秀玲;張友祥;郭建;申靜婧
• 申請（專利權）人: 天津市捷威動力工業有限公司
• 主分類號: H01M4/505
• 分類號: H01M4/505;H01M4/525;H01M4/131;H01M10/054
• 代理公司: 天津濱海科緯知識產權代理有限公司 12211
• 代理人: 王雨杰

1.一種高性能鈉離子電池正極材料的制備方法，其特征在于：包括如下步驟：

(1)將化學計量比的鈉源、錳源、鈷源、鎳源與熔鹽介質充分研磨均勻，得到前驅體混合物；

(2)將步驟(1)中得到的前驅體混合物分散在有機分散溶劑中，密封，室溫下低速攪拌4-12h，得到懸濁分散液；

(3)將步驟(2)中得到的懸濁分散液轉移至恒溫干燥箱中，干燥處理6-12h，蒸發出其中的有機溶劑，得到的干燥樣品進行二次充分研磨；

(4)將步驟(3)中研磨后的干燥均勻混合物轉移至馬弗爐中，高溫下燒結，燒結氣氛為空氣；

(5)將步驟(4)中燒結后的塊體充分研細，用蒸餾水進行洗滌抽濾，充分洗滌掉熔鹽介質，在120℃下干燥過夜，然后在300℃下煅燒12h，即得所述的高性能鈉離子電池三元正極材料。

2.根據權利要求1所述的高性能鈉離子電池正極材料的制備方法，其特征在于：所述的步驟(1)中的鈉源為醋酸鈉、硝酸鈉、氫氧化鈉、碳酸鈉或碳酸氫鈉中的一種或兩種以上的組合。

3.根據權利要求1所述的高性能鈉離子電池正極材料的制備方法，其特征在于：所述的步驟(1)中的錳源為醋酸錳、硝酸錳或草酸錳中的一種或兩種以上的組合；所述的步驟(1)中的鈷源為醋酸鈷、硝酸鈷或草酸鈷中的一種或兩種以上的組合；所述的步驟(1)中的鎳源為醋酸鎳、硝酸鎳或草酸鎳中的一種或兩種以上的組合。

4.根據權利要求1所述的高性能鈉離子電池正極材料的制備方法，其特征在于：所述的熔鹽介質為NaCl、NaI或NaBr中的一種或兩種以上的組合；所述的熔鹽介質與制備得到的高性能鈉離子電池三元正極材料的摩爾比為(4-8):1。

5.根據權利要求1所述的高性能鈉離子電池正極材料的制備方法，其特征在于：所述的步驟(2)中的有機分散劑為甲醇、乙醇、乙醚或丙酮一種或兩種以上的組合；所述的有機分散劑與前驅體混合物的體積比為(10-30):1。

6.根據權利要求1所述的高性能鈉離子電池正極材料的制備方法，其特征在于：所述的步驟(3)中的恒溫干燥箱的溫度為60-100℃。

7.根據權利要求1所述的高性能鈉離子電池正極材料的制備方法，其特征在于：所述的步驟(4)中的燒結步驟的溫度為650-850℃，燒結時間為10-20h。

8.一種使用權利要求1-7中任一項所述的高性能鈉離子電池正極材料的制備方法制備得到的高性能鈉離子電池正極材料，其特征在于：該材料的化學通式為Na_x[Mn_aCo_bNi_c]O₂，其中0.4≤x≤1，0.55≤a≤0.75，0.15≤b≤0.35，0.1≤c≤0.3，a+b+c＝1。

9.根據權利要求8所述的高性能鈉離子電池正極材料，其特征在于：所述的材料的化學通式為Na_x[Mn_aCo_bNi_c]O₂，其中0.50≤x≤0.70，0.60≤a≤0.70，0.15≤b≤0.25，0.15≤c≤0.20，a+b+c＝1。

10.一種正極，所述的正極包括集流體、導電劑、粘結劑、有機溶劑與權利要求8或9中所述的高性能鈉離子電池正極材料。