[發明專利]正極材料及其制備方法、篩選高循環性能正極材料的方法、鈉離子電池

在審

• 申請號: 202310099348.X
• 申請日: 2023-01-30
• 公開（公告）號: CN116111066A
• 公開（公告）日: 2023-05-12
• 發明（設計）人: 袁旭婷;李思卿;劉瑞;呂昌曉;馬樹燈;王嵩穎;陳明峰;王尊志
• 申請（專利權）人: 寧波容百新能源科技股份有限公司
• 主分類號: H01M4/36
• 分類號: H01M4/36;H01M4/505;H01M4/525;H01M10/054;C01G53/00
• 代理公司: 北京同達信恒知識產權代理有限公司 11291
• 代理人: 雷航

1.一種正極材料，其特征在于，所述正極材料的分子通式為Na_uNi_vMn_wM_xA_yO₂；0.7≤u≤1.04，0＜v≤0.44，0＜w≤0.45，0≤x≤0.44，0.33＜y≤0.45，v+w+x+y＝1；A為第一摻雜元素，A選自元素周期表中第四周期的過渡金屬元素；M為第二摻雜元素，M選自元素周期表中與Ni結合形成化學鍵鍵能高于Ni-O鍵能的元素，或者，選自元素周期表中與Co結合形成化學鍵能高于Co-O鍵能的元素；

其中，所述正極材料的第2圈容量微分曲線中第一主峰強度|I_a2|與第11圈容量微分曲線中第一主峰強度|I_a11|之比不大于1.5，且所述第2圈容量微分曲線中第二主峰強度|I_b2|與所述第11圈容量微分曲線中第二主峰強度|I_b11|之比不大于2；

所述第一主峰為容量微分曲線中，電壓為2.7-3.0V的區間中強度最大的峰；所述第二主峰為容量微分曲線中，電壓為4.0-4.3V的區間中強度最大的峰；所述第2圈容量微分曲線和所述第11圈容量微分曲線均通過對容量-電壓曲線中充電曲線進行微分處理得到。

2.如權利要求1所述的正極材料，其特征在于，A為Fe、Cu、Zr、Ti、Mg、和Zn中的至少一種，M為Ca、Al、Nb、Co、Mo、Ru、Sb、W、La、Ce、B、F、P、S、Si、Se中的至少一種。

3.如權利要求1或2所述的正極材料，其特征在于，0.9＜u＜0.99，0.15＜v＜0.25，0.3≤w≤0.45，0＜x≤0.1，0.33＜y≤0.45。

4.如權利要求1或2所述的正極材料，其特征在于，所述正極材料在不大于0.2C的條件下充電-放電1圈的容量為160-175mAh/g；所述正極材料的容量保持率大于95％；其中，所述容量保持率為1C條件下，循環充電-放電第20圈的容量與第1圈容量之比。

5.如權利要求1或2所述的正極材料，其特征在于，所述正極材料的XRD圖譜中，(003)峰的強度與(104)峰的強度之比為0.55-1.35。

6.如權利要求1或2所述的正極材料，其特征在于，所述正極材料的XRD圖譜中，(003)峰的半峰寬FWHM₁為0.08°-0.2°，(104)峰的半峰寬FWHM₂為0.06°-0.25°。

7.如權利要求1或2所述的正極材料，其特征在于，所述正極材料的晶格參數c為所述正極材料的平均晶粒尺寸為所述正極材料的晶相結構中，鈉層間距為

8.如權利要求1或2所述的正極材料，其特征在于，所述正極材料的比表面積為0.40-0.75m²/g；所述正極材料的中位粒徑為5-13μm，所述正極材料表面酸堿度不大于13.5。

9.一種制備權利要求1-8任一項所述正極材料的方法，其特征在于，包括：

根據正極材料的化學計量比，將鈉源、及所述正極材料中除氧和鈉以外其它元素的源混合，并在含氧氣氛，900-950℃條件下燒結10-15h，得到中間正極材料；

對所述中間正極材料粉碎處理，得到正極材料粉末；

將所述正極材料粉末在450-600℃條件下燒結4-7h，得到所述正極材料。