[發明專利]一種鈉離子電池正極材料及其制備方法和應用

在審

• 申請號: 202110089509.8
• 申請日: 2021-01-22
• 公開（公告）號: CN112928252A
• 公開（公告）日: 2021-06-08
• 發明（設計）人: 趙君梅;沈杏;劉會洲
• 申請（專利權）人: 中國科學院過程工程研究所
• 主分類號: H01M4/36
• 分類號: H01M4/36;H01M4/505;H01M4/525;H01M4/485;H01M4/62;H01M10/054;C01B35/12;C01G53/00
• 代理公司: 北京品源專利代理有限公司 11332
• 代理人: 鞏克棟

1.一種鈉離子電池正極材料，其特征在于，所述正極材料包括鈉離子正極材料氧化物和包覆于鈉離子正極材料氧化物表面的鈉鹽，所述鈉鹽包括硼酸鈉、磷酸鈉或偏鋁酸鈉中的任意一種或至少兩種的組合。

2.根據權利要求1所述的鈉離子電池正極材料，其特征在于，所述正極材料的化學通式為Na_xMO₂@_yNa_mAO_n，其中0.66＜x≤1，且0.001≤y≤0.05，所述Na_xMO₂@_yNa_mAO_n中的A包括P、B或Al中的任意一種或至少兩種的組合；

優選地，所述正極材料的化學通式Na_xMO2@_yNa_mAO_n中的M包括Li、Mg、Ti、V、Cr、Mn、Fe、Co、Ni、Cu、Zn、Y、Zr、Nb、Mo、Sn、Sb、Bi或La中的任意一種或至少兩種的組合。

3.根據權利要求1或2所述的鈉離子電池正極材料，其特征在于，所述鈉鹽在所述鈉離子電池正極材料中的質量占比為0.2～6％；

優選地，所述鈉離子電池正極材料的形貌包括塊狀、片層狀、圓盤狀或球形中的任意一種。

4.根據權利要求1-3任一項所述的鈉離子電池正極材料，其特征在于，所述鈉離子正極材料氧化物的化學式為Na_xMO₂，其中，0.66＜x≤1；

優選地，所述鈉離子正極材料氧化物的化學式Na_xMO₂中的M包括Li、Mg、Ti、V、Cr、Mn、Fe、Co、Ni、Cu、Zn、Y、Zr、Nb、Mo、Sn、Sb、Bi或La中的任意一種或至少兩種的組合。

5.一種根據權利要求1-4任一項所述的鈉離子電池正極材料的制備方法，其特征在于，所述制備方法包括：

將酸性溶液和鈉離子正極材料氧化物混合，得到鈉離子電池正極材料；

其中，所述酸性溶液包括硼酸溶液、磷酸溶液或偏鋁酸溶液中的任意一種或至少兩種的組合。

6.根據權利要求5所述的鈉離子電池正極材料的制備方法，其特征在于，所述酸性溶液中酸與鈉離子正極材料氧化物的摩爾比為0.001～0.05；

優選地，所述酸性溶液的質量濃度為0.01～1g/L；

優選地，所述酸性溶液中的溶劑包括水和/或有機溶劑；

優選地，所述有機溶劑包括乙醇、碳酸二甲酯或烷烴中的任意一種或至少兩種的組合。

7.根據權利要求5或6所述的鈉離子電池正極材料的制備方法，其特征在于，所述混合的具體操作包括：

在鈉離子正極材料氧化物中加入酸性溶液；

優選地，所述混合的方法包括攪拌和/或振蕩；

優選地，所述混合的溫度為20～200℃，優選為20～100℃；

優選地，所述混合的時間為1min～2h；

優選地，所述攪拌的攪拌速率為50～1000rpm，優選為100～500rpm；

優選地，在所述混合后進行干燥的操作；

優選地，所述干燥的溫度為80～150℃；

優選地，所述干燥的時間為3～10h。

8.根據權利要求5-7任一項所述的鈉離子電池正極材料的制備方法，其特征在于，所述鈉離子正極材料氧化物的化學式為Na_xMO₂，其中，0.66＜x≤1；

優選地，所述鈉離子正極材料氧化物的化學式Na_xMO₂中的M包括Li、Mg、Ti、V、Cr、Mn、Fe、Co、Ni、Cu、Zn、Y、Zr、Nb、Mo、Sn、Sb、Bi或La中的任意一種或至少兩種的組合；

優選地，所述鈉離子正極材料氧化物的制備方法包括共沉淀-燒結法、溶膠凝膠法或固相合成法中的任意一種或至少兩種的組合。