[發明專利]一種鈉離子正極材料的前驅體、制備方法及正極材料

在審

• 申請號: 202210469728.3
• 申請日: 2022-04-28
• 公開（公告）號: CN114956202A
• 公開（公告）日: 2022-08-30
• 發明（設計）人: 朱用;袁超群;李加闖;王梁梁
• 申請（專利權）人: 南通金通儲能動力新材料有限公司
• 主分類號: C01G53/00
• 分類號: C01G53/00;H01M4/505;H01M4/525;B82Y30/00;B82Y40/00
• 代理公司: 蘇州創元專利商標事務所有限公司 32103
• 代理人: 陳昊宇

1.一種鈉離子正極材料的前驅體，其特征在于：化學式為Ni_xFe_yMn_1-x-y(OH)₂，其中，0.2≤x＜0.6，0.1≤y＜0.4。

2.根據權利要求1所述的前驅體，其特征在于：D50為2.5~3.5um，粒度徑距0.65＜（D90-D10）/D50＜0.85，振實密度為0.90~1.25g/cm³，比表面積為30~60m²/g，真密度為3.85~3.95g/cm³；所述前驅體一次顆粒為均勻的板條狀豎立排布，表面疏松，一次粒子的尺寸為50~150nm。

3.一種鈉離子正極材料前驅體的制備方法，其特征在于：包括：

步驟一、配制Ni鹽、Fe鹽、Mn鹽的混合溶液，其中Ni、Fe、Mn的總摩爾濃度為1.8~2.4mol/L；

配制質量分數為20~40%的氫氧化鈉或氫氧化鉀溶液作為沉淀劑；

配制濃度為1.5~3.5mol/L的氨水溶液作為絡合劑；

配制質量分數為1~4%的添加劑溶液；

步驟二、保持反應釜攪拌開啟，向反應體系中通入保護氣體，將步驟一中的所述混合溶液、所述沉淀劑、所述絡合劑、所述添加劑溶液同時加入到反應釜中進行共沉淀反應，待生長到目標粒度時停止進液，完成共沉淀反應；

反應過程中的pH值保持在12.00~12.40，反應釜中絡合劑濃度為0.15~0.35mol/L，合成溫度維持在65~75℃，反應釜的轉速為500~800 r/min，反應釜內添加劑的質量分數為0.05~0.5%；

步驟三、將步驟二中的共沉淀產物經過壓濾、洗滌、干燥得到鈉離子電池正極材料的前驅體。

4.根據權利要求3所述的制備方法，其特征在于：在步驟一中，所述Ni鹽包括硫酸鎳、氯化鎳或硝酸鎳中的一種或至少兩種的組合；

所述Fe鹽包括硫酸亞鐵、氯化亞鐵或硝酸亞鐵中的一種或至少兩種的組合；

所述Mn鹽包括硫酸錳、氯化錳或硝酸錳中的一種或至少兩種的組合。

5.根據權利要求3所述的制備方法，其特征在于：在步驟一中，所述添加劑包括葡萄糖、果糖、蔗糖、殼聚糖中的一種或至少兩種的組合。

6.根據權利要求3所述的制備方法，其特征在于：所述前驅體的化學式為Ni_xFe_yMn_1-x-y(OH)₂，其中，0.2≤x＜0.6，0.1≤y＜0.4。

7.根據權利要求6所述的制備方法，其特征在于：所述前驅體的D50為2.5~3.5um，粒度徑距0.65＜（D90-D10）/D50＜0.85，振實密度為0.90~1.25g/cm³，比表面積為30~60m²/g，真密度為3.85~3.95g/cm³；所述前驅體一次顆粒為均勻的板條狀豎立排布，表面疏松，一次粒子的尺寸為50~150nm。

8.一種鈉離子正極材料，其特征在于：

由權利要求1的所述前驅體先進行預燒，得到一鎳鐵錳氧化物，再將該鎳鐵錳氧化物與一碳酸鈉混合后，經過二次燒結獲得。

9.根據權利要求8所述的正極材料，其特征在于：所述碳酸鈉中Na的摩爾加入量為所述前驅體中金屬元素總摩爾量的0.9~1.2倍。

10.根據權利要求8所述的正極材料，其特征在于：所述預燒的溫度為350~500℃，時間為3~8h；所述二次燒結的溫度為700~900℃，時間為10~20h。