一种钠离子电池正极材料及其表面包覆方法和应用技术

本发明专利技术属于钠离子电池技术领域，公开了一种钠离子电池正极材料及其表面包覆方法和应用，方法包括：将固体无机酸与钠离子电池正极材料混合，充分研磨包覆，然后进行烧结，获得表面包覆的钠离子电池正极材料。本发明专利技术不仅能够有效去除钠离子正极材料表面的残碱，还能同时对材料表面进行包覆，抑制残碱的再次产生，有效保护材料稳定性，同时，本发明专利技术公开的方法能实现双重功效，而且具有工艺简单可控的优点，能够实现大规模工业生产。能够实现大规模工业生产。能够实现大规模工业生产。

【技术实现步骤摘要】
一种钠离子电池正极材料及其表面包覆方法和应用


[0001]本专利技术属于钠离子电池
，尤其涉及一种钠离子电池正极材料及其表面包覆方法和应用。

技术介绍

[0002]目前，锂离子电池由于能量密度高、循环寿命长等优点被广泛应用在我们日常交通、通讯领域，但是由于锂离子资源短缺，钴、镍资源昂贵，成本因素限制了锂离子电池大规模应用于储能系统。钠元素和锂元素具有相似的物理和化学性质，且钠资源丰富，因此可使用钠替代锂作为新的储能体系，而且钠离子电池可以直接利用生产锂离子电池的设备，产业化方便，可以作为一种低成本的高效储能系统，尤其应用在大规模储能电网中。
[0003]其中钠离子电池层状正极材料是最有可能被直接应用到钠离子电池当中，但是层状氧化物表面容易产生残碱，严重影响材料的加工性能与电池电化学性能，现有技术仅仅是将残碱去除，而去除残碱的正极材料如果缺乏表面包覆，依旧极易产生残碱，所以需要采用新的方法去除残碱与包覆材料表面。
[0004]通过上述分析，现有技术存在的问题及缺陷为：
[0005]现有残碱去除技术仅仅能去除残碱，但是无法对材料进行持续保护，无法抑制后续的残碱的生成。

技术实现思路

[0006]针对现有技术存在的问题，本专利技术提供了一种钠离子电池正极材料及其表面包覆方法和应用。
[0007]本专利技术是这样实现的，一种钠离子电池正极材料表面包覆材料，将固体无机酸包覆在钠离子电池层状正极表面，在高温处理以后，无机酸与残碱反应，生成的无机盐包覆材料。
[0008]进一步，所述固体无机酸：钠离子电池正极材料的质量比为(0.01
‑
0.5)：100。
[0009]进一步，所述钠离子电池正极材料为Na
a
Ni
x
Fe
y
Mn
z
Y1‑
x
‑
y
‑
z
O2,Y为Li、Cu、Mg、Zn、Cr、Co、B、Zr、Si、Ge、Sn、Pb、P、Sb、Bi、Nb、Mo、V、Ti、Sr、Al、K、Ca中的一种或多种；其中0.5<a≤1，0<y<1,0<y<1,0<z<1,x+y+z≤1。
[0010]进一步，所述无机固体酸为硼酸(H3BO3)、偏硼酸(HBO2)、四硼酸(H2B4O7)、偏硅酸(H2SiO3)、正磷酸(H3PO4)、次磷酸(H3PO2)、焦硫酸(H2S2O7)、偏钛酸(H2TiO3)、亚硒酸(H2SeO4)、钼酸(H2MoO4)、锡酸(H2SnO3)、钨酸(H2WO4)中的一种或多种。
[0011]进一步，所述钠离子电池正极材料与固体无机酸混合物的烧结温度为200
‑
900℃。
[0012]本专利技术的另一目的在于提供一种钠离子电池正极材料表面包覆方法，所述钠离子电池正极材料表面包覆方法包括：
[0013]将一定量的固体无机酸与钠离子电池正极材料混合，充分研磨后，将混合物烧结，获得表面包覆的钠离子电池正极材料。
[0014]本专利技术的另一目的在于提供一种实施所述钠离子电池正极材料表面包覆方法制备的钠离子电池正极材料，所述钠离子电池正极材料表面包覆方法将所述钠离子电池正极材料的表面包覆。
[0015]本专利技术的另一目的在于提供一种实施所述钠离子电池正极材料在钠离子电池中的应用。
[0016]结合上述的技术方案和解决的技术问题，本专利技术所要保护的技术方案所具备的优点及积极效果为：
[0017]第一、针对上述现有技术存在的技术问题以及解决该问题的难度，紧密结合本专利技术的所要保护的技术方案以及研发过程中结果和数据等，详细、深刻地分析本专利技术技术方案如何解决的技术问题，解决问题之后带来的一些具备创造性的技术效果。具体描述如下：
[0018]与现有技术相比，本专利技术将固体无机酸包覆在钠离子电池层状正极表面，在高温处理以后，无机酸与残碱反应，生成的无机盐可以包覆在材料表面，不仅能够有效去除钠离子正极材料表面的残碱，还能同时对材料表面进行包覆，抑制残碱的再次产生，有效保护材料稳定性。
[0019]本专利技术使用的方法能实现双重功效，而且具有工艺简单可控的优点，能够实现大规模工业生产。
[0020]第二，把技术方案看做一个整体或者从产品的角度，本专利技术所要保护的技术方案具备的技术效果和优点，具体描述如下：
[0021]本专利技术提供的无机酸包覆方法仅仅采用包覆的方法就能达到去除残碱和抑制残碱产生的双重效果，工艺简单可控，成本低，易实现量产。
[0022]第三，作为本专利技术的权利要求的创造性辅助证据，还体现在以下几个重要方面：
[0023](1)本专利技术的技术方案转化后的预期收益和商业价值为：
[0024]钠离子电池是非常有应用潜力的新的储能体系，据估算，其市场规模在千亿人民币，本专利技术提出的正极材料无机酸包覆方法可以有效去除残碱并抑制残碱产生，推进钠离子电池正极材料的发展，促进钠离子电池的大规模应用。
[0025](2)本专利技术的技术方案是否解决了人们一直渴望解决、但始终未能获得成功的技术难题：
[0026]针对现有技术中所存在的不足，本专利技术提供了一种钠离子电池正极材料表面包覆的方法和应用，其解决了现有残碱去除技术无法对材料进行保护的技术难题，提供了一种能同时实现去除残碱和抑制残碱产生的双重作用的包覆工艺。
附图说明
[0027]图1是本专利技术实施例提供的钠离子电池正极材料表面包覆方法流程图；
[0028]图2是本专利技术实施1例提供的NaMn
0.33
Fe
0.33
Ni
0.33
O2的硼酸包覆扫描电镜(SEM)图。
具体实施方式
[0029]为了使本专利技术的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合实施例，对本专利技术进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本专利技术，并不用于限定本专利技术。
[0030]为了使本领域技术人员充分了解本专利技术如何具体实现，该部分是对权利要求技术方案进行展开说明的解释说明实施例。
[0031]如图1所示，本专利技术实施例提供的钠离子电池正极材料表面包覆方法包括：
[0032]S101，将一定量的固体无机酸与钠离子电池正极材料混合，充分研磨；
[0033]S102，将混合物烧结，获得表面包覆的钠离子电池正极材料。。
[0034]进一步，所述固体无机酸：钠离子电池正极材料的质量比为(0.01
‑
0.5)：100。
[0035]进一步，所述钠离子电池正极材料为Na
a
Ni
x
Fe
y
Mn
z
Y1‑
x
‑
y
‑
z
O2,Y为Li、Cu、Mg、Zn、Cr、Co、B本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种钠离子电池正极材料表面包覆材料，其特征在于，将固体无机酸包覆在钠离子电池层状正极表面，在高温处理以后，无机酸与残碱反应，生成的无机盐包覆材料。2.如权利要求1所述钠离子电池正极材料表面包覆材料，其特征在于，所述固体无机酸：钠离子电池正极材料的质量比为(0.01
‑
0.5)：100。3.如权利要求1所述钠离子电池正极材料表面包覆材料，其特征在于，所述钠离子电池正极材料为Na
a
Ni
x
Fe
y
Mn
z
Y1‑
x
‑
y
‑
z
O2,Y为Li、Cu、Mg、Zn、Cr、Co、B、Zr、Si、Ge、Sn、Pb、P、Sb、Bi、Nb、Mo、V、Ti、Sr、Al、K、Ca中的一种或多种；其中0.5<a≤1，0<y<1,0<y<1,0<z<1,x+y+z≤1。4.如权利要求1所...

【专利技术属性】
技术研发人员：汪东煌，王欣，姜继成，周爱军，
申请(专利权)人：浙江天赋钠能科技有限公司，
类型：发明
国别省市：