【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于钠离子电池，尤其涉及一种层状氧化物钠离子电池正极材料及其制备方法。
技术介绍
1、当今世界经济快速发展，人们对能源的需求也越来越高，储能及其生产应用引起了人们的极大兴趣。可充电电池为电动汽车、便携式电子设备等提供可持续能源供应。近几十年来，锂电行业发展迅猛，锂离子电池在大型储能装置中得到了广泛的应用。但由于锂资源短缺和成本高的限制，人们逐渐将目光转向寻找其替代品。其中，钠元素和锂元素位于同一主族，具有相似的化学活性和电化学反应机制，同时钠具有储量丰富、成本低的优势，因此钠离子电池被视为锂离子电池最有前景的替代品之一。
2、正极材料是电池中最重要的组件之一，决定了电池的性能和成本。通常，钠离子电池正极材料分为普鲁士蓝类似物、聚阴离子化合物和层状过渡金属氧化物。其中，层状结构材料因其离子电导率高、扩散速度快、比容量高等特点而备受关注。制备层状氧化物材料比较常见的方法是固态合成法，该方法通常需要较长的烧结时间。
技术实现思路
1、为解决上述技术问题，本专利技术提供了一种层状氧化物钠离子电池正极材料及其制备方法。通过微波辅助方法来制备层状氧化物钠离子电池正极材料，在不影响材料结构和电化学性能的情况下，可以大大减短材料的制备时间，压缩时间成本。
2、本专利技术的第一个目的是提供一种层状氧化物钠离子电池正极材料的制备方法，包括以下步骤：
3、s1、将镍铁锰前驱体、氧化物和/或氢氧化物、钠源置于球磨机中，经球磨得到混合粉末；
4、s2
5、在本专利技术的一个实施例中，在s1中，所述镍铁锰前驱体的化学式为nixfeymnzo2，其中，0.1＜x＜0.9，0.1＜y＜0.9，0＜z＜0.5，且x+y+z＝1。
6、在本专利技术的一个实施例中，在s1中，所述氧化物选自氧化镁、氧化锌、氧化锰、氧化铝、氧化钛和氧化铜中的一种或多种。
7、在本专利技术的一个实施例中，在s1中，所述氢氧化物选自氢氧化钙。
8、在本专利技术的一个实施例中，在s1中，所述钠源选自氢氧化钠、碳酸钠、碳酸氢钠和硫酸钠中的一种或多种。
9、在本专利技术的一个实施例中，在s1中，所述镍铁锰前驱体、氧化物和/或氢氧化物、钠源的摩尔比为0.9-1.1：0.1-0.2：0.8-1.0。
10、在本专利技术的一个实施例中，在s2中，所述微波烧结的频率为2.45ghz±25mhz。
11、在本专利技术的一个实施例中，在s2中，所述微波烧结是利用微波以5℃/min-10℃/min的速率升温至800℃-1000℃，烧结1h-3h。
12、进一步地，升温速率可以为5℃/min、5.5℃/min、6℃/min、6.5℃/min、7℃/min、7.5℃/min、8℃/min、8.5℃/min、9℃/min、9.5℃/min、10℃/min等。
13、进一步地，升温后的温度可以为800℃、850℃、900℃、950℃、1000℃等。
14、进一步地，烧结的时间可以为1h、1.5h、2h、2.5h、3h等。
15、在本专利技术的一个实施例中，在s2中，所述冷却是空冷至20℃-40℃。
16、本专利技术的第二个目的是提供一种所述的方法制备的层状氧化物钠离子电池正极材料。
17、本专利技术的第三个目的是提供一种钠离子电池正极，包括所述的层状氧化物钠离子电池正极材料、导电剂和粘结剂。
18、在本专利技术的一个实施例中，所述导电剂选自碳纳米管、乙炔黑、导电碳黑、导电石墨、炭纤维和石墨烯中的一种或多种；所述粘结剂选自聚烯烃类、含氟树脂、聚丙烯树脂和橡胶中的一种或多种。
19、进一步地，所述粘结剂选自聚偏二氟乙烯、苯橡胶、丁腈橡胶、丁苯橡胶(sbr)、聚丙烯酰胺(paa)、聚偏氟乙烯(pvdf)、聚四氟乙烯(ptfe)、聚丙烯腈(pan)、聚酰亚胺(pi)、丁二烯橡胶、改性丁二烯橡胶、羧基改性丁苯橡胶和改性聚有机硅氧烷类聚合物中的一种或多种。
20、在本专利技术的一个实施例中，所述导电剂的用量≤10wt％；例如可以为0.01w％t-10wt％，1wt％-10wt％，2wt％-10wt％，3wt％-10wt％，4wt％-10wt％，5wt％-10wt％，6wt％-10wt％，7wt％-10wt％，8wt％-10wt％，9wt％-10wt％。0.01wt％、0.05wt％、1wt％、1.5wt％、2wt％、2.5wt％、3wt％、3.5wt％、4wt％、4.5wt％、5wt％、5.5wt％、6wt％、6.5wt％、7wt％、7.5wt％、8wt％、8.5wt％、9wt％、9.5wt％、10wt％；或任意两个数值之间的任意占比。
21、在本专利技术的一个实施例中，所述粘结剂的用量≤10wt％；例如可以为0.01w％t-10wt％，1wt％-10wt％，2wt％-10wt％，3wt％-10wt％，4wt％-10wt％，5wt％-10wt％，6wt％-10wt％，7wt％-10wt％，8wt％-10wt％，9wt％-10wt％。0.01wt％、0.05wt％、1wt％、1.5wt％、2wt％、2.5wt％、3wt％、3.5wt％、4wt％、4.5wt％、5wt％、5.5wt％、6wt％、6.5wt％、7wt％、7.5wt％、8wt％、8.5wt％、9wt％、9.5wt％、10wt％；或任意两个数值之间的任意占比。
22、本专利技术的第四个目的是提供一种钠离子电池，包括所述的钠离子电池正极。
23、本专利技术的技术方案相比现有技术具有以下优点：
24、本专利技术所述的制备方法通过采用微波辅助法进行微波烧结，明显缩短了材料的制备时间，具有一定的经济效益，同时制备的层状氧化物保留了原来的结构特点，作钠离子电池正极具有较高的放电比容量。
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1.一种层状氧化物钠离子电池正极材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的层状氧化物钠离子电池正极材料的制备方法，其特征在于，在S1中，所述镍铁锰前驱体的化学式为NixFeyMnzO2，其中，0.1＜x＜0.9，0.1＜y＜0.9，0＜z＜0.5，且x+y+z＝1。
3.根据权利要求1所述的层状氧化物钠离子电池正极材料的制备方法，其特征在于，在S1中，所述氧化物选自氧化镁、氧化锌、氧化锰、氧化铝、氧化钛和氧化铜中的一种或多种。
4.根据权利要求1所述的层状氧化物钠离子电池正极材料的制备方法，其特征在于，在S1中，所述氢氧化物选自氢氧化钙。
5.根据权利要求1所述的层状氧化物钠离子电池正极材料的制备方法，其特征在于，在S1中，所述钠源选自氢氧化钠、碳酸钠、碳酸氢钠和硫酸钠中的一种或多种。
6.根据权利要求1所述的层状氧化物钠离子电池正极材料的制备方法，其特征在于，在S1中，所述镍铁锰前驱体、氧化物和/或氢氧化物、钠源的摩尔比为0.9-1.1：0.1-0.2：0.8-1.0。
7.根据权
8.根据权利要求1所述的层状氧化物钠离子电池正极材料的制备方法，其特征在于，在S2中，所述微波烧结是利用微波以5℃/min-10℃/min的速率升温至800℃-1000℃，烧结1h-3h。
9.根据权利要求1所述的层状氧化物钠离子电池正极材料的制备方法，其特征在于，在S2中，所述冷却是空冷至20℃-40℃。
10.一种权利要求1-9任一项所述的方法制备的层状氧化物钠离子电池正极材料。
...【技术特征摘要】
1.一种层状氧化物钠离子电池正极材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的层状氧化物钠离子电池正极材料的制备方法，其特征在于，在s1中，所述镍铁锰前驱体的化学式为nixfeymnzo2，其中，0.1＜x＜0.9，0.1＜y＜0.9，0＜z＜0.5，且x+y+z＝1。
3.根据权利要求1所述的层状氧化物钠离子电池正极材料的制备方法，其特征在于，在s1中，所述氧化物选自氧化镁、氧化锌、氧化锰、氧化铝、氧化钛和氧化铜中的一种或多种。
4.根据权利要求1所述的层状氧化物钠离子电池正极材料的制备方法，其特征在于，在s1中，所述氢氧化物选自氢氧化钙。
5.根据权利要求1所述的层状氧化物钠离子电池正极材料的制备方法，其特征在于，在s1中，所述钠源选自氢氧化钠、碳酸钠、碳酸氢钠和硫酸钠中的一种或多种。
【专利技术属性】
技术研发人员：冯宇，韩鹏，李晨威，徐世国，
申请(专利权)人：无锡钠科能源科技有限公司，
类型：发明
国别省市：
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