【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及化学电池制造，具体涉及一种电池正极材料及其制备方法、钠离子电池。
技术介绍
1、在钠离子电池中，电极材料是决定其性能的关键因素之一。层状过渡金属氧化物由于具有周期性层状结构，能够适应na+的可逆脱嵌。此类材料的制备方法简单；成品在作为电极材料时，比容量和电压较高，因此在电池正极材料的研究中备受关注。
2、然而层状过渡金属氧化物的结构稳定性较差，在高电压下（4.2 v左右）通常会存在氧阴离子氧化还原的电荷补偿机制，该机制可能导致该材料在作为正极材料时，产生析氧的问题，进而影响电池的循环稳定性和安全性能。
技术实现思路
1、本专利技术提供了一种p3型和隧道型混合相电池正极材料的制备方法，该方法操作简单且得到的混合相材料的整体结构稳定，在作为钠离子电池正极材料使用时能够在4.8 v的高电压下保持优异的循环稳定性。
2、本专利技术是通过以下技术方案来实现的。
3、一种电池正极材料的制备方法，其特征在于，包含以下步骤：
4、s1.根据分子式na0.5nixalymnzo2；其中0.1≤x≤0.15，0.2≤y≤0.25，0.6≤z≤0.65，且x+y+z=1，称取所含金属元素对应的化合物，后加入1.0~8.0 wt%的ph调节剂并充分混合，得到第一混合物；
5、s2.将所述第一混合物在700~900 ℃的有氧环境下煅烧8~16 h，待冷却后，研磨得到所述电池正极材料；
6、其中，所述化合物为金属盐或金属氧化
7、当各元素间的摩尔比例在上述限定条件下时，合成得到的混合相材料中，主要组分为na0.5ni0.15al0.2mn0.65o2和na0.44mno2，而多余的元素则以掺杂元素形式存在。而当混合相材料的主要成分为na0.5ni0.15al0.2mn0.65o2和na0.44mno2时，混合相材料整体能够同时具备p3型和隧道型两种材料的优势，在提高了混合相材料循环稳定性的同时，保证了混合相材料较高的放电比容量，进一步地，当该材料作为正极材料时，钠离子电池可在4.8 v的高电压下保持优异的循环稳定性。
8、其中，混合相材料中的p3型层状材料的合成过程特殊，需要在偏酸性条件下进行，因此需要在混料时加入ph调节剂以形成p3型层状材料的合成环境。
9、作为本专利技术的进一步改进，s2中有氧环境为空气气氛或氧气气氛。
10、作为本专利技术的进一步改进，na元素对应的化合物为碳酸钠、氢氧化钠、乙酸钠和柠檬酸钠中的任意一种或两种以上的组合。
11、作为本专利技术的进一步改进，ni元素对应的化合物为氧化镍或乙酸镍中的任意一种。
12、作为本专利技术的进一步改进，al元素对应的化合物为氧化铝或乙酸铝中的任意一种。
13、作为本专利技术的进一步改进，mn元素对应的化合物为氧化锰或乙酸锰中的任意一种。
14、作为本专利技术的进一步改进，所述mn元素对应的化合物中，氧化锰为一氧化锰、二氧化锰和四氧化三锰中的任意一种或两种以上的组合。
15、作为本专利技术的进一步改进，ph调节剂为有机酸。
16、一种基于上述制备方法所得到的电池正极材料，其特征在于，为混合相材料，包含有na0.5ni0.15al0.2mn0.65o2和na0.44mno2。混合相材料指该正极材料中包含有p3结构的材料和隧道结构的材料，其中p3结构的材料为na0.5ni0.15al0.2mn0.65o2，隧道结构的材料为na0.44mno2。
17、该材料中al、mn元素含量占比为85%左右，而ni元素含量占比较少，因此混合相材料的整体制作成本较低，有利于该材料的推广使用。
18、此混合相材料中，p3型的材料的理论容量高，但结构不稳定，循环性能较差；隧道型的材料虽然理论容量较低，但是由于具有独特的“s”形通道，材料的结构稳定性良好，倍率性能优异且对水和空气的稳定性也较高。而本专利技术中，混合相材料将p3型和隧道型两种材料的优势进行综合，在提高了混合相材料循环稳定性的同时，保证了混合相材料较高的放电比容量。除此之外，由于隧道型材料具有高稳定性，在4.0 v以上只有很少的na+脱嵌，最终使得混合相材料在高电压下也能保持优异的循环稳定性。
19、一种钠离子电池，其特征在于，包含有上述正极材料。
20、本专利技术的有益效果包括：
21、（1）该制备方法为固相法，将原料混合后通过一步煅烧即可合成所需的材料，煅烧所需温度为700~900 ℃之间，合成温度相对较低，且合成过程的操作简单，有利于该合成方法的推广使用；
22、（2）采用该制备方法得到的混合相材料能够将将p3型和隧道型两种材料的优势进行综合，最终使得采用该正极材料制备得到的钠离子电池能够具有更佳的循环性能；
23、（3）由于制备对象中，ni元素含量相对较低而al、mn元素含量较高，因此制备时，所采用的原材料的成本较低，能够促进产品的推广使用。
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1.一种电池正极材料的制备方法，其特征在于，包含以下步骤：
2.根据权利要求2所述的一种电池正极材料的制备方法，其特征在于，S2中有氧环境为空气气氛或氧气气氛。
3.根据权利要求2所述的一种电池正极材料的制备方法，其特征在于，Na元素对应的化合物为碳酸钠、氢氧化钠、乙酸钠和柠檬酸钠中的任意一种或两种以上的组合。
4.根据权利要求2所述的一种电池正极材料的制备方法，其特征在于，Ni元素对应的化合物为氧化镍或乙酸镍中的任意一种。
5.根据权利要求2所述的一种电池正极材料的制备方法，其特征在于，Al元素对应的化合物为氧化铝或乙酸铝中的任意一种。
6.根据权利要求2所述的一种电池正极材料的制备方法，其特征在于，Mn元素对应的化合物为氧化锰或乙酸锰中的任意一种。
7.根据权利要求7所述的一种电池正极材料的制备方法，其特征在于，所述Mn元素对应的化合物中，氧化锰为一氧化锰、二氧化锰和四氧化三锰中的任意一种或两种以上的组合。
8.根据权利要求2所述的一种电池正极材料的制备方法，其特征在于，pH调节剂为有机酸。<...
【技术特征摘要】
1.一种电池正极材料的制备方法，其特征在于，包含以下步骤：
2.根据权利要求2所述的一种电池正极材料的制备方法，其特征在于，s2中有氧环境为空气气氛或氧气气氛。
3.根据权利要求2所述的一种电池正极材料的制备方法，其特征在于，na元素对应的化合物为碳酸钠、氢氧化钠、乙酸钠和柠檬酸钠中的任意一种或两种以上的组合。
4.根据权利要求2所述的一种电池正极材料的制备方法，其特征在于，ni元素对应的化合物为氧化镍或乙酸镍中的任意一种。
5.根据权利要求2所述的一种电池正极材料的制备方法，其特征在于，al元素对应的化合物为氧化铝或乙酸铝中的任意一种。
6.根据权利要求2所述的...
【专利技术属性】
技术研发人员：周伟，郭金泽，吴爽，周晓崇，
申请(专利权)人：湖州超钠新能源科技有限公司，
类型：发明
国别省市：
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