【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及电池，具体而言，涉及一种钠电正极材料及其制备方法和应用。
技术介绍
1、近年来，钠离子电池发展迅速，在大规模储能、电动自行车、电动工具、智能电网、基站备用电源及家庭储能等领域均有了一定的应用。
2、正极材料作为钠离子电池的关键组成，其中层状过渡金属氧化物具有合成工艺简便、组分选择范围广、结构多样化等优势，可为电池提供高比容量和出色的循环寿命。在前驱体合成路线中，低铜共沉淀前驱体相对烧结困难，烧结后多以类单晶形式存在，比表面积偏大，影响电池的循环寿命。
3、有鉴于此，特提出本专利技术。
技术实现思路
1、本专利技术的一个目的在于提供一种钠电正极材料，以解决现有技术中的正极材料的比表面积偏大，循环性能差的技术问题。
2、本专利技术的另一个目的在于提供一种所述的钠电正极材料的制备方法，该方法简单易行，通过各步骤的配合可得到低比表面积，高循环性能的正极材料。
3、本专利技术的另一个目的在于提供一种正极片。
4、本专利技术的另一个目的在于提供一种电池。
5、本专利技术的另一个目的在于提供一种用电设备。
6、为了实现本专利技术的上述目的，特采用以下技术方案：
7、一种钠电正极材料，所述钠电正极材料包括正极基体和包覆层；所述正极基体包含基体元素和掺杂元素，所述基体元素包含cu、ni、fe、mn和na，所述掺杂元素包括w和sr，所述包覆层包含元素al；所述钠电正极材料的化学通式为naxni
8、在一种实施方式中，所述钠电正极材料的粒度d50满足：4μm≤d50≤20μm。
9、在一种实施方式中，所述钠电正极材料的比表面积s满足：s≤0.5m2/g。
10、在一种实施方式中，所述钠电正极材料的球形度p满足：0.6＜p＜1.0。
11、如上所述的正极材料的制备方法，包括以下步骤：
12、将铜镍铁锰氢氧化物、钠源和掺杂剂的混合物进行第一烧结，得到正极基体材料，所述掺杂剂包括sr的化合物和w的化合物；将所述正极基体材料与包覆剂的混合物进行第二烧结，所述包覆剂包括al的化合物。
13、在一种实施方式中，所述w的化合物的相对分子质量和所述sr的化合物的相对分子质量的比值满足：
14、在一种实施方式中，所述sr的化合物中的元素sr和所述w的化合物中的元素w的质量比值β满足:1≤β≤4。
15、在一种实施方式中，所述w的化合物包括氧化钨和钨酸中的至少一种。
16、在一种实施方式中，所述sr的化合物包括氧化锶、碳酸锶、硝酸锶、草酸锶和硫酸锶中的至少一种。
17、在一种实施方式中，所述掺杂剂中的掺杂元素的质量与所述铜镍铁锰氢氧化物和钠源的总质量的比值α满足：0.001≤α≤0.01。
18、在一种实施方式中，所述铜镍铁锰氢氧化物的化学式为nia1cub1fec1mnd1(oh)2，0.29≤a1≤0.31，0.02≤b1≤0.04，0.31≤c1≤0.35，0.32≤d1≤0.36；所述铜镍铁锰氢氧化物的粒径d50为3～9μm，比表面积满足：10m2/g＜bet＜30m2/g。
19、在一种实施方式中，所述钠源包括碳酸钠、氢氧化钠或碳酸氢钠中的至少一种。
20、在一种实施方式中，所述sr的化合物的相对分子量与所述包覆剂的相对分子量的比值θ满足：0.7＜θ＜2。
21、在一种实施方式中，所述包覆剂中的al元素的质量与所述w的化合物中的w元素的质量的比值γ满足：1/8≤γ≤2。
22、在一种实施方式中，所述包覆剂包含氧化铝、氟化铝、氢氧化铝、氯化铝、硝酸铝和硫酸铝中的至少一种。
23、在一种实施方式中，所述第一烧结的温度为900～1000℃，所述第一烧结的时间为10～30h，所述第一烧结的升温速率为1～10℃/min。
24、在一种实施方式中，所述第二烧结的温度为500～900℃，所述第二烧结的时间为8～24h，所述所述第二烧结的升温速率为1～10℃/min。
25、一种正极片，包括所述的正极材料，或者所述的正极材料的制备方法制备得到的正极材料。
26、一种电池，包括所述的正极片。
27、一种用电设备，包括所述的电池。
28、与现有技术相比，本专利技术的有益效果为：
29、(1)本专利技术的钠电正极材料，在基体中掺杂适宜比例的元素w和sr，可改善正极材料的形貌及性能，其中，sr进入钠层稳定结构，提高倍率性能，元素w细化颗粒，形成颗粒分散度好的单晶形貌，二者的协调配合，可显著改善正极材料的形貌和电化学性能。进一步通过设置含有元素al的致密的包覆层，可减小正极材料的比表面积，减少副反应的产生，进一步提升循环性能。
30、(2)本专利技术的钠电正极材料的制备方法，在正极基体中掺杂元素sr和w，有助于改善正极材料的形貌、结构稳定性，提高容量；进一步包覆致密的al包覆层，有利于减小比表面积，减少副反应的产生，进一步提升循环性能。本专利技术通过各个步骤的配合，得到的正极材料具有低的比表面积，高球形度，循环性能优异。
31、(3)本专利技术的电池具有优异的循环性能、倍率性能和安全性能。
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1.一种钠电正极材料，其特征在于，所述钠电正极材料包括正极基体和包覆层；所述正极基体包含基体元素和掺杂元素，所述基体元素包含Cu、Ni、Fe、Mn和Na，所述掺杂元素包括W和Sr，所述包覆层包含元素Al；
2.根据权利要求1所述的钠电正极材料，其特征在于，包含以下特征(1)至(3)中的至少一种：
3.如权利要求1或2所述的钠电正极材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
4.根据权利要求3所述的钠电正极材料的制备方法，其特征在于，包含以下特征(1)至(4)中的至少一种：
5.根据权利要求3所述的钠电正极材料的制备方法，其特征在于，包含以下特征(1)至(3)中的至少一种：
6.根据权利要求3所述的钠电正极材料的制备方法，其特征在于，包含以下特征(1)至(3)中的至少一种：
7.根据权利要求3所述的钠电正极材料的制备方法，其特征在于，包含以下特征(1)至(2)中的至少一种：
8.一种正极片，其特征在于，包括权利要求1～2中任一项所述的钠电正极材料，或者权利要求3～7中任一项所述的钠电正极材料的制备方
9.一种电池，其特征在于，包括权利要求8所述的正极片。
10.一种用电设备，其特征在于，包括权利要求9所述的电池。
...【技术特征摘要】
1.一种钠电正极材料，其特征在于，所述钠电正极材料包括正极基体和包覆层；所述正极基体包含基体元素和掺杂元素，所述基体元素包含cu、ni、fe、mn和na，所述掺杂元素包括w和sr，所述包覆层包含元素al；
2.根据权利要求1所述的钠电正极材料，其特征在于，包含以下特征(1)至(3)中的至少一种：
3.如权利要求1或2所述的钠电正极材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
4.根据权利要求3所述的钠电正极材料的制备方法，其特征在于，包含以下特征(1)至(4)中的至少一种：
5.根据权利要求3所述的钠电正极材料的制备方法，其特征...
【专利技术属性】
技术研发人员：任靖辉，程斯琪，岑杰，王伟刚，戚兴国，李树军，唐堃，
申请(专利权)人：溧阳中科海钠科技有限责任公司，
类型：发明
国别省市：
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