【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及钠离子电池领域，具体涉及一种钠离子电池的正极复合材料、正极复合材料的制备方法和正极极片。
技术介绍
1、锂离子电池广泛应用于新能源发展领域。然而，地球上现有的锂元素非常有限，推高了全球锂资源价格。全球碳中和计划的稳步进行引发了人们对未来锂资源能否满足需求的普遍质疑。解决这个问題的一种方法是开发基于其他载流子的储能器件，钠离子电池由于地球上钠资源丰富、成本低，且具有锂离子电池类似的物理化学性质，有望解決未来储能的需求。
2、但是由于钠的相对分子质量高于锂，钠离子的半径也比锂离子的半径大，因此钠离子电池的能量密度将低于锂离子电池，这大大阻碍了钠离子电池的商业化发展。因此，开发高性能的电极材料是钠离子电池走向应用首先需要解决的问题。
3、在钠离子电池的各种正极材料中，富钠o3相层状氧化物由于其在全电池中可以提供足够的钠、电化学活性高、理论放电比容量高和易于合成等优点受到广泛关注。
4、然而，o3相正极材料属于富钠相，其结构不稳定，在循环过程中容易发生不可逆相变反应，导致材料结构迅速变化，从而引起电池循环性能快速衰减，这是当前限制钠离子电池应用的主要原因之一。
5、因此，亟需开发一种具有优异结构稳定性、不易发生相变的正极材料，从而提升电池初始库仑效率和放电容量、减少电池容量损失、增强电池循环性能、提高电池能量密度和延长电池寿命。
技术实现思路
1、为解决现有技术存在的问题，本专利技术构建了一种尖晶石结构铆接层状结构的正极复合材料
2、具体而言，本专利技术提供一种钠离子电池的正极复合材料，所述正极复合材料包括尖晶石型物质和o3型层状金属氧化物，所述尖晶石型物质的微观结构为尖晶石结构，所述o3型层状金属氧化物的微观结构为层状结构；所述尖晶石型物质的化学式为ab2o4，其中，a为二价阳离子，b为三价阳离子；所述o3型层状金属氧化物的化学式为naxniafebmnco2，其中，0.01≤x≤1，0.01≤a≤1，0.01≤b≤1，0.01≤c≤1，a+b+c＝1。
3、在一个或多个实施方案中，所述正极复合材料的微观结构为尖晶石结构铆接层状结构。
4、在一个或多个实施方案中，所述二价阳离子选自mg2+、fe2+、co2+、ni2+、mn2+、zn2+和cd2+中的一种或多种。
5、在一个或多个实施方案中，所述三价阳离子选自al3+、fe3+、co3+、cr3+和ga3+中的一种或多种。
6、在一个或多个实施方案中，所述尖晶石型物质和所述o3型层状金属氧化物的摩尔比为(1-5):10，优选为1:10。
7、在一个或多个实施方案中，所述正极复合材料的d50粒径为0.01-13.54μm。
8、在一个或多个实施方案中，所述正极复合材料的比表面积为0.01-9.75m2/g。
9、在一个或多个实施方案中，所述正极复合材料的水含量为0.01wt％-4.53wt％。
10、本专利技术提供一种制备本专利技术正极复合材料的方法，所述方法包括以下步骤：
11、(1)将镍源、铁源和锰源混合，采用共沉淀法制得前驱体粉末niafebmnco或niafebmnc(oh)2；
12、(2)将步骤(1)制得的前驱体粉末和钠盐混合均匀，得到混合物；
13、(3)对步骤(2)制得的混合物进行固态烧结处理，得到所述o3型层状金属氧化物；
14、(4)将水滑石和步骤(3)制得的o3型层状金属氧化物均匀分散在溶剂中，然后加热烧结，得到所述正极复合材料，其中所述水滑石为所述尖晶石型物质的前驱体。
15、在一个或多个实施方案中，步骤(1)中，所述镍源选自氧化镍、草酸镍、醋酸镍、硝酸镍、碳酸镍和氢氧化镍中的一种或多种。
16、在一个或多个实施方案中，步骤(1)中，所述铁源选自氧化亚铁、氧化铁、草酸亚铁、醋酸亚铁、硝酸亚铁、碳酸亚铁和氢氧化亚铁中的一种或多种。
17、在一个或多个实施方案中，步骤(1)中，所述锰源选自氧化锰、草酸锰、醋酸锰、硝酸锰和氢氧化锰中的一种或多种。
18、在一个或多个实施方案中，步骤(1)中，共沉淀过程中，沉淀剂为碱，所述碱选自氢氧化钠、氢氧化亚铁、氢氧化铝、氢氧化铁、氨水和氢氧化锰中的一种或多种；优选地，沉淀剂物质的量和镍源、铁源和锰源中金属离子物质的量之和的比例为(1.2-1.5):1，更优选为(1.3-1.4):1。
19、在一个或多个实施方案中，步骤(2)中，所述钠盐选自碳酸钠、氢氧化钠、氧化钠、过氧化钠、磷酸钠、硫酸钠、磷酸二氢钠和苯酚钠中的一种或多种。
20、在一个或多个实施方案中，步骤(2)中，采用球磨方式进行混合，球磨转速为100-1000rpm，球磨时间为0.2-3h。
21、在一个或多个实施方案中，步骤(3)中，烧结温度为800-1200℃，升温速率为0.01-10℃/min，保温时间为0.5-48h。
22、在一个或多个实施方案中，步骤(4)中，所述溶剂为质量分数为10％-35％草酸溶液。
23、在一个或多个实施方案中，步骤(4)中，分散过程中，温度为40-100℃，时间为0.1-1h。
24、在一个或多个实施方案中，步骤(4)中，烧结过程中，烧结温度为400-800℃，保温时间为0.5-6h。
25、本专利技术提供一种包括本专利技术正极复合材料或采用本专利技术制备方法得到的正极复合材料的正极极片。
26、本专利技术提供一种包含本专利技术正极极片的钠离子电池。
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1.一种钠离子电池的正极复合材料，其特征在于，所述正极复合材料包括尖晶石型物质和O3型层状金属氧化物，所述尖晶石型物质的微观结构为尖晶石结构，所述O3型层状金属氧化物的微观结构为层状结构；
2.如权利要求1所述的正极复合材料，其特征在于，所述正极复合材料具有以下一项或多项特征：
3.如权利要求1所述的正极复合材料，其特征在于，所述正极复合材料具有以下一项或多项特征：
4.一种制备权利要求1所述的正极复合材料的方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：
5.如权利要求4所述的方法，其特征在于，所述方法具有以下一项或多项特征：
6.如权利要求4所述的方法，其特征在于，所述方法具有以下一项或多项特征：
7.如权利要求4所述的方法，其特征在于，步骤(3)中，烧结温度为800-1200℃，升温速率为0.01-10℃/min，保温时间为0.5-48h。
8.如权利要求4所述的方法，其特征在于，所述方法具有以下一项或多项特征：
9.一种正极极片，其特征在于，所述正极极片包括权利要求1-3中任一项所述的
10.一种钠离子电池，其特征在于，所述钠离子电池包括权利要求9所述的正极极片。
...【技术特征摘要】
1.一种钠离子电池的正极复合材料，其特征在于，所述正极复合材料包括尖晶石型物质和o3型层状金属氧化物，所述尖晶石型物质的微观结构为尖晶石结构，所述o3型层状金属氧化物的微观结构为层状结构；
2.如权利要求1所述的正极复合材料，其特征在于，所述正极复合材料具有以下一项或多项特征：
3.如权利要求1所述的正极复合材料，其特征在于，所述正极复合材料具有以下一项或多项特征：
4.一种制备权利要求1所述的正极复合材料的方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：
5.如权利要求4所述的方法，其特征在于，所述方法具有以下一项或多项特征：
【专利技术属性】
技术研发人员：王迪，蒋治亿，卢林，李顺利，刘何丽，
申请(专利权)人：江苏天合储能有限公司，
类型：发明
国别省市：
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