[發(fā)明專利]一種鈉離子正極材料的前驅(qū)體、制備方法及正極材料在審
| 申請?zhí)枺?/td> | 202210469728.3 | 申請日： | 2022-04-28 |
| 公開（公告）號： | CN114956202A | 公開（公告）日： | 2022-08-30 |
| 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人： | 朱用;袁超群;李加闖;王梁梁 | 申請（專利權(quán)）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(chuàng)元專利商標(biāo)事務(wù)所有限公司 32103 | 代理人： | 陳昊宇 |
| 地址： | 226010 江*** | 國省代碼： | 江蘇;32 |
| 權(quán)利要求書： | 查看更多 | 說明書： | 查看更多 |
| 摘要： | |||
| 搜索關(guān)鍵詞： | 一種 鈉離子 正極 材料 前驅(qū) 制備 方法 | ||
一種鈉離子正極材料的前驅(qū)體，化學(xué)式為NixFeyMn1?x?y(OH)2，制備方法包括：一、配制Ni、Fe、Mn鹽混合溶液；配制氫氧化鈉或氫氧化鉀溶液作為沉淀劑；配制氨水溶液作為絡(luò)合劑；配制添加劑溶液；二、向體系中通入保護(hù)氣體，將混合溶液、沉淀劑、絡(luò)合劑、添加劑溶液加入釜中進(jìn)行共沉淀，待生長到目標(biāo)粒度時停止進(jìn)液；三、將產(chǎn)物經(jīng)壓濾、洗滌、干燥得到鈉離子電池正極材料的前驅(qū)體。鈉離子電池正極材料由前驅(qū)體預(yù)燒得到鎳鐵錳氧化物，再將鎳鐵錳氧化物與碳酸鈉混合后二次燒結(jié)獲得。本發(fā)明制得的正極材料具有較優(yōu)的電化學(xué)性能。
技術(shù)領(lǐng)域
本發(fā)明涉及鈉離子電池正極材料技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種鈉離子正極材料的前驅(qū)體、制備方法及正極材料。
背景技術(shù)
相對于鋰離子電池，鈉離子電池具有鈉鹽原材料儲量豐富、價格低廉的優(yōu)勢，有著廣闊的市場應(yīng)用前景。
鈉離子電池正極材料的種類繁多，例如普魯士藍(lán)、層狀氧化物、聚陰離子等。在這些正極材料中，層狀氧化物鈉離子正極材料因其具有高容量、高工作電壓平臺的優(yōu)勢而備受關(guān)注。鐵錳鎳基正極材料在層狀氧化物中的價格相對低廉，且能量密度較高，優(yōu)勢相對明顯。
然而，由于鈉離子半徑較大，其在鐵錳鎳基正極材料遷移速度過慢，進(jìn)而導(dǎo)致正極材料的容量下降。此外，較大的離子半徑容易導(dǎo)致充放電過程中的體積膨脹加劇，致使材料結(jié)構(gòu)坍塌，容量降低。
因此，如何解決上述現(xiàn)有技術(shù)存在的不足，便成為本發(fā)明所要研究解決的課題。
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種鈉離子正極材料的前驅(qū)體、制備方法及正極材料。
為達(dá)到上述目的，本發(fā)明采用的第一技術(shù)方案是：
一種鈉離子正極材料的前驅(qū)體，化學(xué)式為NixFeyMn1-x-y(OH)2，其中，0.2≤x＜0.6，0.1≤y＜0.4。
上述技術(shù)方案中的有關(guān)內(nèi)容解釋如下：
1.上述方案中，所述前驅(qū)體的D50為2.5～3.5um，粒度徑距0.65＜
(D90-D10)/D50＜0.85，振實(shí)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(qū)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。
為達(dá)到上述目的，本發(fā)明采用的第二技術(shù)方案是：
一種鈉離子正極材料前驅(qū)體的制備方法，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(zhì)量分?jǐn)?shù)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(luò)合劑；
配制質(zhì)量分?jǐn)?shù)為1～4％的添加劑溶液；
步驟二、保持反應(yīng)釜攪拌開啟，向反應(yīng)體系中通入保護(hù)氣體，將步驟一中的所述混合溶液、所述沉淀劑、所述絡(luò)合劑、所述添加劑溶液同時加入到反應(yīng)釜中進(jìn)行共沉淀反應(yīng)，待生長到目標(biāo)粒度D50時停止進(jìn)液，完成共沉淀反應(yīng)；
反應(yīng)過程中的pH值保持在12.00～12.40，反應(yīng)釜中絡(luò)合劑濃度為0.15～0.35mol/L，合成溫度維持在65～75℃，反應(yīng)釜的轉(zhuǎn)速為500～800r/min，反應(yīng)釜內(nèi)添加劑的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0.05～0.5％；
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