1.本發(fā)明涉及用于鈉離子電池的正極材料。

背景技術(shù)：

2.層狀過渡金屬氧化物正極材料來源廣泛且具有可逆的離子脫出嵌入能力，被廣泛用于二次離子電池正極材料的研究。早在1980年，delmas等根據(jù)鈉離子的配位類型和氧的堆垛方式不同，將層狀過渡金屬氧化物分為不同的結(jié)構(gòu)，主要包括o3、p3、o2和p2四種結(jié)構(gòu)。其中大寫的英文字母代表na的所處配位多面體：(o代表八面體，p代表三棱柱。)數(shù)字代表氧的最少重復(fù)單元的堆垛層數(shù)。dahn等合成制備了鈉離子電池層狀p2

?

na

2/3

ni

1/3

mn

2/3

o2材料，在2.0

?

4.5v的電壓范圍內(nèi)充放電，材料實際的可逆放電比容量高達160mah g

?1，然而在充電至4.2v后，材料由p相向o相轉(zhuǎn)變，性能衰減很快。komaba等合成制備o3

?

nani

0.5

mn

0.5

o2材料可以實現(xiàn)125mah g

?1的可逆比容量，但是材料不可避免的發(fā)生o3

?

o3

’?

p3的相結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)變，材料的循環(huán)性能不佳。目前，引入惰性元素是一種有效的手段可以抑制材料不可逆相變，提高層狀正極材料的循環(huán)穩(wěn)定性，常見的惰性元素有l(wèi)i、mg、zn、cu、ti等。然而。單一的惰性元素引入無法解決鈉離子電池層狀正極材料表界面存在的問題，尤其是在充電至高電壓區(qū)間時電解液刻蝕活性材料，材料中的過渡金屬溶解析出，電解液在電極表面分解，副產(chǎn)物的產(chǎn)生增大材料界面電阻等。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

3.本發(fā)明目的在于提供一種鈉離子電池層狀正極材料，其能夠克服現(xiàn)有的鈉離子電池材料循環(huán)性能及倍率性能較差等問題。

4.根據(jù)本發(fā)明的第一方面，提供了一種鈉離子電池層狀正極材料的制備方法，其包括：

5.提供鈉源材料，其選自碳酸鈉、碳酸氫鈉、氫氧化鈉、硝酸鈉、氧化鈉以及過氧化鈉中的一種或更多種；

6.提供m源材料，其選自金屬m的氧化物、碳酸鹽、氫氧化物、乙酸鹽及其水合化合物中的一種或更多種，其中m代表ni,mn,fe,co,cu,ti,v,cr,mg,li,zn,k,al,ca,mo,ru,nb,ir中的一種或更多種；

7.將鈉源材料與m源材料在惰性氣體保護下進行球磨混合形成混合粉末；

8.將所得混合粉末壓成片狀，之后煅燒并再次研磨形成復(fù)合粉末材料na

x

mo2，其中0.2<x≤1；，其中煅燒溫度為600

?

1200℃，煅燒時間為2

?

24h；

9.提供摻雜包覆鹽，其選自zr，sn以及cu的硝酸鹽及其水合物、硫酸鹽及其水合物和有機鹽中的一種或更多種；

10.將摻雜包覆鹽與溶劑混合后形成摻雜包覆鹽溶液，其中溶劑選自水、甲醇、乙醇、丙醇、異丙醇、乙二醇、n

?

甲基吡咯烷酮，n

?

n二甲基甲酰胺、丙酮、乙腈和乙醚中的一種或更多種；

11.將復(fù)合粉末材料與摻雜包覆鹽溶液在加熱狀態(tài)下攪拌混合直至溶劑完全揮發(fā)得到摻雜粉末；

12.再次煅燒所得摻雜粉末并冷卻后即得鈉離子電池層狀正極材料，其中再次煅燒溫度為400

?

1200℃，煅燒時間為2

?

24h。

13.根據(jù)本發(fā)明的制備方法，其中摻雜包覆鹽優(yōu)選為zr或sn鹽，更優(yōu)選zr鹽，其與金屬m的摩爾比為(0.001

?

0.5):1。

14.根據(jù)本發(fā)明的制備方法，其中球磨時間優(yōu)選為1

?

20h，更優(yōu)選為1

?

3h；球磨機轉(zhuǎn)速優(yōu)選為300

?

1000rpm min

?1，更優(yōu)選為400

?

600rpm min

?1。

15.根據(jù)本發(fā)明的制備方法，其中將所得混合粉末壓成片狀所采用的壓力優(yōu)選為10

?

50mpa，更優(yōu)選為20

?

30mpa；時間優(yōu)選為1

?

30min，更優(yōu)選為3

?

5min。

16.根據(jù)本發(fā)明的制備方法，其中摻雜包覆鹽溶液的濃度優(yōu)選為0.001

?

10mol l

?1，與復(fù)合粉末材料攪拌混合時的溫度優(yōu)選為20

?

200℃。另外，攪拌速度優(yōu)選為50

?

1000rpm min

?1。

17.根據(jù)本發(fā)明的制備方法，其中再次煅燒并冷卻時的升溫速率優(yōu)選為1

?

10℃min

?1，降溫速率優(yōu)選為1

?

10℃min

?1。

18.根據(jù)本發(fā)明的制備方法，其中溶劑優(yōu)選使用乙醇或水。

19.根據(jù)本發(fā)明的制備方法，其中金屬m優(yōu)選為ni和/或mn。

20.根據(jù)本發(fā)明的制備方法，其中混合粉末片材煅燒溫度優(yōu)選為900

?

1000℃，時間優(yōu)選為12

?

16h。

21.根據(jù)本發(fā)明的制備方法，其中再次煅燒溫度優(yōu)選為650

?

900℃，時間優(yōu)選為6

?

10h。

22.根據(jù)本發(fā)明的另一方面，提供了一種根據(jù)上述方法所制得的鈉離子電池層狀正極材料，其中摻雜包覆層厚度為1

?

100nm，界面滲透范圍0.001

?

2μm。

23.根據(jù)本發(fā)明的鈉離子電池層狀正極材料，其中包覆摻雜源的體相界面摻雜量優(yōu)選為(重量)0.05％

?

50％。

24.根據(jù)本發(fā)明的鈉離子電池層狀正極材料，物理形態(tài)為層片狀微米級顆粒，粒徑優(yōu)選約為1

?

5μm。

25.根據(jù)本發(fā)明的又一方面，提供了一種用于鈉離子電池的正極，包括集流體和涂覆在集流體上的上述正極材料，其中正極材料的涂覆厚度為50

?

400微米。

26.根據(jù)本發(fā)明的正極，其中集流體上還優(yōu)選涂敷有導(dǎo)電炭黑和粘結(jié)劑，其中正極材料的負(fù)載量為60

?

90重量％，導(dǎo)電炭黑為5

?

20重量％，粘結(jié)劑為5

?

20重量％。

27.根據(jù)本發(fā)明的正極，其中正極材料優(yōu)選為70

?

85重量％，導(dǎo)電炭黑優(yōu)選為10

?

20重量％，粘結(jié)劑優(yōu)選為5

?

10重量％。粘結(jié)劑可以使用例如聚偏氟乙烯溶液等。

28.根據(jù)本發(fā)明的正極，其中正極材料的涂覆厚度優(yōu)選為75

?

300微米。

29.根據(jù)本發(fā)明所組裝的鈉離子電池可以是全電池，也可以是半電池。用于測試電池電極材料的電性能時，可以采用半電池進行測試。半電池可以在充滿氬氣氛圍的手套箱中進行組裝，包括對電極、隔膜和電解液，其中對電極為金屬鈉片，隔膜的作用是避免正負(fù)極直接接觸導(dǎo)致電池短路，例如可以采用gelgard 2400玻璃纖維，電解液可以為本領(lǐng)域常規(guī)使用的電解液，例如napf6或naclo4的碳酸丙烯酯溶液。根據(jù)本發(fā)明所組裝的鈉離子電池的電極具有較高的充放電比容量和容量保持率，可以實現(xiàn)在大電流密度下的快速充放電。

30.本發(fā)明由此提供了一種界面包覆且體相界面離子摻雜的鈉離子電池層狀正極材料na

x

mo2，利用包覆的氧化物的惰性有效提高材料界面的穩(wěn)定性，減少電解液分解副產(chǎn)物產(chǎn)生，降低界面阻抗；同時表面包覆物有效的阻止電解液對層狀材料的刻蝕，抑制過渡金屬的析出溶解；此外，利用摻雜包覆源與氧之間強結(jié)合能，穩(wěn)定高電壓充放電時表面氧的穩(wěn)定性，抑制不可避免的相變，充分提高材料的電化學(xué)性能。

31.通過控制包覆摻雜源與層狀材料的摩爾比例，本發(fā)明還可以調(diào)節(jié)表面包覆層的厚度；通過控制最終煅燒溫度和煅燒時間，還可以調(diào)控包覆摻雜源的體相界面摻雜量——摻雜源的質(zhì)量占位比。

32.本發(fā)明利用高溫?zé)釀恿W(xué)實現(xiàn)層狀材料界面內(nèi)部的摻雜源擴散，同時表面固相反應(yīng)，進而生成界面外包覆與界面內(nèi)部共摻雜的層狀正極材料。

33.本發(fā)明的制備方法操作簡單，反應(yīng)條件溫和，成本低廉，可實現(xiàn)大規(guī)?；I(yè)生產(chǎn)。

附圖說明

34.圖1是本發(fā)明實施例1的x射線粉末衍射測試圖；

35.圖2是本發(fā)明實施例1制得的粉末進行透射電鏡測試圖；

36.圖3是本發(fā)明對比例1制得的粉末進行透射電鏡測試圖；

37.圖4是本發(fā)明實施例2的x射線粉末衍射測試圖；

38.圖5是本發(fā)明實施例2制得的粉末進行透射電鏡測試圖；

39.圖6是本發(fā)明對比例2制得的粉末進行透射電鏡測試圖。

40.圖7是本發(fā)明實施例3制得的粉末進行掃描電鏡測試圖。

41.圖8是本發(fā)明對比例3制得的粉末進行掃描電鏡測試圖。

具體實施方式

42.以下對本發(fā)明的具體實施方式進行詳細(xì)說明。應(yīng)當(dāng)理解的是，此處所描述的具體實施方式僅用于說明和解釋本發(fā)明，并不用于限制本發(fā)明。

43.實施例1

44.制備zr摻雜&zro2包覆的p2

?

na

2/3

ni

1/3

mn

2/3

o2層狀正極材料

45.(1)制備p2

?

na

2/3

ni

1/3

mn

2/3

o2層狀正極材料：取2.1mmol碳酸鈉、1mmol氧化鎳、2mmol氧化錳混合后置于球磨罐中，將球磨罐中填充ar氣保護氣，球磨機轉(zhuǎn)速為600rpm min

?1，運行時間為100min，充分混合三種材料；

46.(2)將球磨均勻的材料在30mpa的壓力下壓成薄片，保壓時間為3min；將薄片于馬弗爐中煅燒，升溫速度5℃min

?1，溫度為950℃，保溫時間為12h，冷卻至室溫；將煅燒后的材料研磨球磨成粉末。

47.(3)在20ml乙醇溶液中加入12μl的異丙醇鋯，在500rpm min

?1的轉(zhuǎn)速下攪拌均勻；加入1g實施例1步驟(2)中的粉末，在65℃下持續(xù)攪拌，直至溶劑完全揮發(fā)。

48.(4)將步驟(3)中溶劑揮發(fā)后收集所得粉末物質(zhì)置于馬弗爐中煅燒，煅燒溫度為750℃，升溫速度為5℃min

?1，保溫時間為8h，降溫速度為1℃min

?1。

49.將實施例1制備的粉末材料進行xrd測試，其xrd圖譜如圖1所示，zr摻雜&zro2包覆

后的p2

?

na

2/3

ni

1/3

mn

2/3

o2層狀正極材料仍保持純相p2相結(jié)構(gòu)。包覆摻雜后的材料并未改變本體材料的晶體結(jié)構(gòu)。對比(002)峰的位置可以發(fā)現(xiàn)，zr摻雜&zro2包覆后材料的(002)峰輕微的向右偏移，這是因為zr局部實現(xiàn)體相摻雜后，由于zr

?

o之間更強的結(jié)合能更短的鍵長使c軸減小，因此材料的結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性更好。

50.對實施例1制備的材料測試tem，如圖2所示，可以看到表面包覆厚度約為5nm厚度的zro2包覆層，表面的包覆層致密且均勻，表面的包覆層可以有效解決材料的界面問題，抑制電解液分解等，進而提升材料的循環(huán)性能和倍率性能。

51.對比例1

52.制備p2

?

na

2/3

ni

1/3

mn

2/3

o2層狀正極材料

53.(1)制備p2

?

na

2/3

ni

1/3

mn

2/3

o2層狀正極材料：取2.1mmol碳酸鈉、1mmol氧化鎳、2mmol氧化錳混合后置于球磨罐中，將球磨罐中填充ar氣保護氣，球磨機轉(zhuǎn)速為600rpm min

?1，運行時間為100min，充分混合三種材料；

54.(2)將球磨均勻的材料在30mpa的壓力下壓成薄片，保壓時間為3min；將薄片于馬弗爐中煅燒，升溫速度5℃min

?1，溫度為950℃，保溫時間為12h，冷卻至室溫；將煅燒后的材料研磨球磨成粉末。

55.對對比例1所制備的材料進行tem測試，如圖3所示，材料為微米級顆粒，表面整潔光滑，材料的結(jié)晶度很好。材料呈現(xiàn)為層狀結(jié)構(gòu)，材料的晶格條紋一直延申到顆粒表面。

56.實施例2

57.制備sn摻雜&sno2包覆的o3

?

nani

0.5

mn

0.5

o2層狀正極材料

58.(1)制備o3

?

nani

0.5

mn

0.5

o2層狀正極材料：取2.1mmol碳酸鈉、1mmol氧化鎳、1mmol氧化錳混合后置于球磨罐中，將球磨罐中填充ar氣保護氣，球磨機轉(zhuǎn)速為450rpm min

?1，運行時間為120min，充分混合三種材料；

59.(2)將球磨均勻的材料在30mpa的壓力下壓成薄片，保壓時間為3min；將薄片于馬弗爐中煅燒，升溫速度5℃min

?1，溫度為900℃，保溫時間為16h，冷卻至室溫；將煅燒后的材料研磨球磨成粉末。

60.(3)在40ml水溶液中加入0.08mmol的硝酸錫，在500rpm min

?1的轉(zhuǎn)速下攪拌均勻；加入1g實施例2步驟(2)中的粉末，在80℃下持續(xù)攪拌，直至溶劑完全揮發(fā)。

61.(4)將步驟(3)中所得粉末物質(zhì)置于馬弗爐中煅燒，煅燒溫度為850℃，升溫速度為5℃min

?1，保溫時間為6h，降溫速度為1℃min

?1。

62.將實施例2制備的粉末材料進行xrd測試，其xrd圖譜如圖4所示，sn摻雜&sno2包覆后的o3

?

nani

0.5

mn

0.5

o2層狀正極材料仍保持純相o3相結(jié)構(gòu)。包覆摻雜后的材料并未改變本體材料的晶體結(jié)構(gòu)。對比(003)峰的位置可以發(fā)現(xiàn)，sn摻雜&sno2包覆后材料的(003)峰輕微的向右偏移，這是因為sn局部實現(xiàn)體相摻雜后，由于sn

?

o之間更強的結(jié)合能更短的鍵長使c軸減小，因此材料的結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性更好。

63.對實施例2制備的材料測試tem，如圖5所示，可以看到表面包覆厚度約為10nm厚度的sno2包覆層，表面的包覆層致密且均勻，表面的包覆層可以有效解決材料的界面問題，抑制電解液分解等，進而提升材料的循環(huán)性能和倍率性能。

64.對比例2

65.制備o3

?

nani

0.5

mn

0.5

o2層狀正極材料

66.(1)制備o3

?

nani

0.5

mn

0.5

o2層狀正極材料：取2.1mmol碳酸鈉、1mmol氧化鎳、1mmol氧化錳混合后置于球磨罐中，將球磨罐中填充ar氣保護氣，球磨機轉(zhuǎn)速為450rpm min

?1，運行時間為120min，充分混合三種材料；

67.(2)將球磨均勻的材料在30mpa的壓力下壓成薄片，保壓時間為3min；將薄片于馬弗爐中煅燒，升溫速度5℃min

?1，溫度為900℃，保溫時間為16h，冷卻至室溫；將煅燒后的材料研磨球磨成粉末。

68.對對比例2所制備的材料進行tem測試，如圖6所示，材料為微米級顆粒，表面整潔光滑。

69.實施例3

70.制備zr摻雜&zro2包覆的o3

?

namno2層狀正極材料

71.(1)制備o3

?

namno2層狀正極材料：取2.1mmol碳酸鈉、2mmol氧化錳混合后置于球磨罐中，將球磨罐中填充ar氣保護氣，球磨機轉(zhuǎn)速為400rpm min

?1，運行時間為120min，充分混合兩種材料；

72.(2)將球磨均勻的材料在20mpa的壓力下壓成薄片，保壓時間為3min；將薄片于馬弗爐中煅燒，升溫速度5℃min

?1，溫度為900℃，保溫時間為16h，冷卻至室溫；將煅燒后的材料研磨球磨成粉末。

73.(3)在40ml水溶液中加入0.1mmol的硝酸氧鋯，在500rpm min

?1的轉(zhuǎn)速下攪拌均勻；加入1g實施例3步驟(2)中的粉末，在65℃下持續(xù)攪拌，直至溶劑完全揮發(fā)。

74.(4)將步驟(3)中所得粉末材料置于馬弗爐中煅燒，煅燒溫度為750℃，升溫速度為5℃min

?1，保溫時間為8h，降溫速度為1℃min

?1。

75.將實施例3制備的粉末材料進行sem電鏡測試，如圖7所示，可以發(fā)現(xiàn)材料表現(xiàn)為微米級顆粒，同時，可以看出材料顆粒表面有溝壑狀的褶皺，表面表面包覆的zro2包覆層的存在。

76.對比例3

77.制備o3

?

namno2層狀正極材料

78.(1)制備o3

?

namno2層狀正極材料：取2.1mmol碳酸鈉、2mmol氧化錳混合后置于球磨罐中，將球磨罐中填充ar氣保護氣，球磨機轉(zhuǎn)速為400rpm min

?1，運行時間為120min，充分混合兩種材料；

79.(2)將球磨均勻的材料在20mpa的壓力下壓成薄片，保壓時間為3min；將薄片于馬弗爐中煅燒，升溫速度5℃min

?1，溫度為900℃，保溫時間為16h，冷卻至室溫；將煅燒后的材料研磨球磨成粉末。

80.將對比例3制備的粉末材料進行sem電鏡測試，如圖8所示，可以發(fā)現(xiàn)材料表現(xiàn)為微米級顆粒，同時，與實施例3不同的是，表面的溝壑狀的褶皺消失不見，取而代之的是光滑整齊的表面。

81.實施例4

82.制備cu摻雜&cuo2包覆的p2

?

na

2/3

ni

1/3

mn

2/3

o2層狀正極材料

83.(1)制備p2

?

na

2/3

ni

1/3

mn

2/3

o2層狀正極材料：取2.1mmol碳酸鈉、1mmol氧化鎳、2mmol氧化錳混合后置于球磨罐中，將球磨罐中填充ar氣保護氣，球磨機轉(zhuǎn)速為600rpm min

?1，運行時間為100min，充分混合三種材料；

84.(2)將球磨均勻的材料在30mpa的壓力下壓成薄片，保壓時間為5min；將薄片于馬弗爐中煅燒，升溫速度5℃min

?1，溫度為950℃，保溫時間為12h，冷卻至室溫；將煅燒后的材料研磨球磨成粉末。

85.(3)在40ml水溶液中加入0.1mmol的硫酸銅溶液，在500rpm min

?1的轉(zhuǎn)速下攪拌均勻；加入1g實施例4步驟(2)中的粉末，在85℃下持續(xù)攪拌，直至溶劑完全揮發(fā)。

86.(4)將步驟(3)所得粉末物質(zhì)置于馬弗爐中煅燒，煅燒溫度為650℃，升溫速度為5℃min

?1，保溫時間為10h，降溫速度為5℃min

?1。

87.將實施例4制備的粉末材料進行xrd測試，其xrd圖譜與圖1相似，cu摻雜&cuo包覆后的p2

?

na

2/3

ni

1/3

mn

2/3

o2層狀正極材料仍保持純相p2相結(jié)構(gòu)。包覆摻雜后的材料并未改變本體材料的晶體結(jié)構(gòu)。

88.對實施例1～4和對比例1～3得到的鈉離子電池層狀正極材料進行電化學(xué)性能測試。具體地：

89.將實施例1～4和對比例1～3得到的正極材料組裝成紐扣式鈉離子電池，金屬鈉片為對電極，以gelgard 2400玻璃纖維為隔膜，以1mol l

?1的naclo4和2體積％(以碳酸丙烯酯)的氟代碳酸乙烯酯(fec)的碳酸丙烯酯溶液為電解液，在氬氣手套箱中組裝紐扣電池(cr2025)，靜置24h后在land ct2001a測試儀上進行充放電測試。結(jié)果如表1所示。

90.表1：實施例1～4和對比例1～3的電化學(xué)性能

[0091][0092]

如表1所示，對比表中的實施例和對比例可以明顯發(fā)現(xiàn)，對鈉離子電池層狀材料進行表面包覆共摻雜后材料的循環(huán)性能和倍率性格有非常明顯的提升。以實施例1和對比例1為例子，可以發(fā)現(xiàn)，對對比例1表面經(jīng)行zro2包覆&zr摻雜后材料在5c下循環(huán)100周材料的容量保持率從46％提升至87％，循環(huán)穩(wěn)定性明顯提升。同時對比兩者的倍率性能，倍率性能提升也十分明顯。包覆共摻雜后材料的電化學(xué)性能提升的主要原因：首先本體的層狀材料由于結(jié)構(gòu)不穩(wěn)定性，在鈉離子脫出后材料容易發(fā)生相變，而對層狀材料摻雜與氧結(jié)合能更強的金屬離子后，金屬離子可以穩(wěn)定材料的相結(jié)構(gòu)，尤其是高電壓充放電時陰離子氧的結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性，因此提升材料的循環(huán)性能；同時，金屬離子zr、sn、cu的摻雜有利于體相中鈉離子的

擴散，因此材料的倍率性能提升；此外，層狀材料外面包覆一層致密的惰性的保護層可以阻礙電解液對活性層狀材料的刻蝕，抑制過渡金屬的析出溶解，抑制電解液分解副產(chǎn)物產(chǎn)生，減小材料的界面阻抗，進一步提升材料的循環(huán)穩(wěn)定性和倍率性能。實施例2和3也可以看出，不僅對層狀p2相結(jié)構(gòu)材料表面包覆摻雜對材料的電化學(xué)性能有明顯的提升作用，對o3相結(jié)構(gòu)的層狀正極材料，表面包覆摻雜也對材料的電化學(xué)性能有明顯的提升作用。

[0093]

本發(fā)明通過一步液相法合成制備了界面惰性且致密的氧化物包覆與內(nèi)部離子摻雜的鈉離子電池層狀正極材料na

x

mo2，其中內(nèi)部摻雜離子可以有效的抑制層狀材料充放電過程中不可避免的相變，提高材料的結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性；表面致密惰性的保護層可以有效的隔絕活性層狀材料與電解液的直接接觸，抑制過渡金屬析出溶解，阻止電解液對層狀材料的刻蝕，減少電解液分解副產(chǎn)物產(chǎn)生，降低界面電阻，提高電極材料的電化學(xué)性能。技術(shù)特征：

1.一種鈉離子電池層狀正極材料的制備方法，包括：提供鈉源材料，其選自碳酸鈉、碳酸氫鈉、氫氧化鈉、硝酸鈉、氧化鈉以及過氧化鈉中的一種或更多種；提供m源材料，其選自金屬m的氧化物、碳酸鹽、氫氧化物、乙酸鹽及其水合化合物中的一種或更多種，其中m代表ni,mn,fe,co,cu,ti,v,cr,mg,li,zn,k,al,ca,mo,ru,nb,ir中的一種或更多種；將鈉源材料與m源材料在惰性氣體保護下進行球磨混合得到混合粉末；將所得混合粉末壓成片狀，之后煅燒并再次研磨成粉末，形成復(fù)合粉末材料na

x

mo2，其中0.2<x≤1；其中煅燒溫度為600

?

1200℃，煅燒時間為2

?

24h；提供摻雜包覆鹽，其選自zr，sn以及cu的硝酸鹽及其水合物、硫酸鹽及其水合物和有機鹽中的一種或更多種；將摻雜包覆鹽與溶劑混合后形成摻雜包覆鹽溶液，其中溶劑選自水、甲醇、乙醇、丙醇、異丙醇、乙二醇、n

?

甲基吡咯烷酮，n

?

n二甲基甲酰胺、丙酮、乙腈和乙醚中的一種或更多種；將復(fù)合粉末材料與摻雜包覆鹽溶液在加熱狀態(tài)下攪拌混合直至溶劑完全揮發(fā)得到摻雜粉末；再次煅燒所得摻雜粉末并冷卻后即得鈉離子電池層狀正極材料，其中再次煅燒溫度為400

?

1200℃，煅燒時間為2

?

24h。2.根據(jù)權(quán)利要求1的制備方法，其中摻雜包覆鹽為zr或sn鹽，其與金屬m的摩爾比為(0.001

?

0.5):1。3.根據(jù)權(quán)利要求1的制備方法，其中球磨時間為1

?

20h，球磨機轉(zhuǎn)速為300

?

1000rpm min

?1。4.根據(jù)權(quán)利要求1的制備方法，其中將所得混合粉末壓成片狀所采用的壓力為10

?

50mpa，時間為1

?

30min。5.根據(jù)權(quán)利要求1的制備方法，其中摻雜包覆鹽溶液的濃度為0.001

?

10mol l

?1，與復(fù)合粉末材料攪拌混合時的溫度為20

?

200℃。6.根據(jù)權(quán)利要求1的制備方法，其中再次煅燒并冷卻時的升溫速率為1

?

10℃min

?1，降溫速率為1

?

10℃min

?1。7.一種根據(jù)權(quán)利要求1

?

6之一的制備方法所制得的鈉離子電池層狀正極材料，其中摻雜包覆層厚度為1

?

100nm，界面滲透范圍0.001

?

2μm。8.一種用于鈉離子電池的正極，包括集流體和涂覆在集流體上的根據(jù)權(quán)利要求7所述的正極材料，其中正極材料的涂覆厚度為50

?

400微米。9.根據(jù)權(quán)利要求8的正極，其中集流體上還涂敷有導(dǎo)電炭黑和粘結(jié)劑，其中正極材料的負(fù)載量為60

?

90重量％，導(dǎo)電炭黑為5

?

20重量％，粘結(jié)劑為5

?

20重量％。

技術(shù)總結(jié)

鈉離子電池層狀正極材料及其制備：將鈉源材料與M源材料在惰性氣體保護下進行球磨混合形成粉末，高溫煅燒形成Na

技術(shù)研發(fā)人員：白瑩 吳川 任海霞 李雨 吳鋒

受保護的技術(shù)使用者：北京理工大學(xué)

技術(shù)研發(fā)日：2021.08.09

技術(shù)公布日：2021/11/14