【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及钠离子电池正极材料，具体而言，涉及一种改性多晶正极材料及其制备方法、正极片、钠离子电池和用电设备。
技术介绍
1、多晶钠离子电池正极材料具有容量高、倍率性能好的优点，但是多晶材料颗粒强度小，滚压后或者循过后，材料颗粒开裂，造成容量衰减加剧的问题。
2、当前解决颗粒开裂主要方法是以合适尺寸的单晶材料替代二次球，但是，单晶材料往往会造成容量和倍率的损失。
3、因此，为了兼顾高容量、高倍率性能，需要从根本上抑制多晶材料的开裂问题。
4、有鉴于此，特提出本专利技术。
技术实现思路
1、本专利技术的第一目的在于提供一种改性多晶正极材料，该材料颗粒强度高，不易破碎，具有优异的机械性能，可以从根本上抑制多晶材料的开裂问题，并且兼顾高容量和高倍率性能。
2、本专利技术的第二目的在于提供一种改性多晶正极材料的制备方法，该方法能使至少部分元素g位于改性多晶正极材料的表层包覆，并填充在改性多晶正极材料的多晶结构的晶界及缝隙处，使材料具有优异的机械性能，有效抑制开裂，并兼顾高容量、高倍率性能和优异的循环性能。
3、本专利技术的第三目的在于提供一种正极片，该正极片具有容量高、首次库伦效率高、倍率性能好，循环性能优异的优点。
4、本专利技术的第四目的在于提供一种钠离子电池，该钠离子电池的容量和首次库伦效率高，倍率性能好，循环性能优异。
5、本专利技术的第五目的在于提供一种用电设备。
6、为了实现本专利
7、本专利技术首先提供了一种改性多晶正极材料，所述改性多晶正极材料的通式为naxcuynipfeqmnmgno2，其中0.7≤x≤1，0≤y≤0.1，0.2≤p≤0.4，0≤q≤0.35，0.3≤m≤0.5，0.01≤n≤0.1，y+p+q+m+n＝1，g包括+2化合价的金属元素g2、+3化合价的金属元素g3和+4化合价的金属元素g4；
8、其中，至少部分元素g位于所述改性多晶正极材料的表层包覆，并填充在所述改性多晶正极材料的多晶结构的晶界及缝隙处。
9、优选地，所述g2包括mg、zn中的至少一种。
10、优选地，所述g3包括co、al中的至少一种。
11、优选地，所述g4包括ti、zr中的至少一种。
12、优选地，含有所述改性多晶正极材料的电池在0.1c下的首周放电容量≥121mah/g。
13、优选地，含有所述改性多晶正极材料的电池在0.1c下的首次库伦效率≥93.8％。
14、优选地，含有所述改性多晶正极材料的电池的1c/0.1c倍率≥0.92。
15、优选地，含有所述改性多晶正极材料的电池在1c下循环100周的容量保持率≥91％。
16、本专利技术进一步提供了一种改性多晶正极材料的制备方法，包括如下步骤：
17、将前驱体与钠源的混合物料进行第一烧结，得到烧结料；
18、将所述烧结料与含g化合物混合并进行第二烧结，得到所述改性多晶正极材料；
19、其中，所述前驱体包括氢氧化铜镍铁锰四元前驱体、氢氧化镍铁锰三元前驱体、氢氧化铜镍锰三元前驱体、氢氧化镍锰二元前驱体中的一种；
20、所述前驱体中的cu元素、ni元素、fe元素和mn元素的摩尔比为0～0.1：0.2～0.4：0～0.35：0.3～0.5；
21、所述前驱体和所述钠源中的钠元素的摩尔比为1：0.7～1；
22、所述含g化合物中的g包括+2化合价的金属元素g2、+3化合价的金属元素g3和+4化合价的金属元素g4；
23、所述前驱体和所述含g化合物中的g元素的摩尔比为1：0.01～0.1；
24、所述第二烧结的温度为800～900℃。
25、优选地，所述第二烧结的保温时间为10～30h。
26、优选地，所述第一烧结的温度为800～900℃，和/或，所述第一烧结的保温时间为10～30h。
27、优选地，所述g2包括mg、zn中的至少一种。
28、优选地，所述g3包括co、al中的至少一种。
29、优选地，所述g4包括ti、zr中的至少一种。
30、本专利技术更进一步提供了一种正极片，包括所述改性多晶正极材料，或者所述改性多晶正极材料的制备方法所制得的改性多晶正极材料。
31、本专利技术又提供了一种钠离子电池，包括所述正极片。
32、本专利技术还提供了一种用电设备，包括所述钠离子电池。
33、与现有技术相比，本专利技术的有益效果为：
34、(1)本专利技术提供的改性多晶正极材料，颗粒强度高，不易破碎，具有优异的机械性能，可以从根本上抑制多晶材料的开裂问题，并且兼顾高容量和高倍率性能。
35、(2)本专利技术提供的改性多晶正极材料具有优异的循环性能。
36、(3)本专利技术提供的改性多晶正极材料制成电池后在1c下循环100周后无明显开裂。
37、(4)本专利技术提供的改性多晶正极材料的制备方法，能使至少部分元素g位于所述改性多晶正极材料的表层包覆，并填充在所述改性多晶正极材料的多晶结构的晶界及缝隙处，使材料具有优异的机械性能，有效抑制开裂，并兼顾高容量、高倍率性能和优异的循环性能。
38、(5)本专利技术提供的改性多晶正极材料的制备方法，在第二烧结后无需洗涤和干燥工序，工艺简单，流程短，成本低。
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1.一种改性多晶正极材料，其特征在于，所述改性多晶正极材料的通式为NaxCuyNipFeqMnmGnO2，其中0.7≤x≤1，0≤y≤0.1，0.2≤p≤0.4，0≤q≤0.35，0.3≤m≤0.5，0.01≤n≤0.1，y+p+q+m+n＝1，G包括+2化合价的金属元素G2、+3化合价的金属元素G3和+4化合价的金属元素G4；
2.根据权利要求1所述改性多晶正极材料，其特征在于，满足以下条件至少其一：
3.根据权利要求1所述改性多晶正极材料，其特征在于，满足以下条件至少其一：
4.一种改性多晶正极材料的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：
5.根据权利要求4所述改性多晶正极材料的制备方法，其特征在于，所述第二烧结的保温时间为10～30h。
6.根据权利要求4所述改性多晶正极材料的制备方法，其特征在于，所述第一烧结的温度为800～900℃，和/或，所述第一烧结的保温时间为10～30h。
7.根据权利要求4所述改性多晶正极材料的制备方法，其特征在于，满足以下条件至少其一：
8.一种正极片，其特征在于
9.一种钠离子电池，其特征在于，包括如权利要求8所述正极片。
10.一种用电设备，其特征在于，包括如权利要求9所述钠离子电池。
...【技术特征摘要】
1.一种改性多晶正极材料，其特征在于，所述改性多晶正极材料的通式为naxcuynipfeqmnmgno2，其中0.7≤x≤1，0≤y≤0.1，0.2≤p≤0.4，0≤q≤0.35，0.3≤m≤0.5，0.01≤n≤0.1，y+p+q+m+n＝1，g包括+2化合价的金属元素g2、+3化合价的金属元素g3和+4化合价的金属元素g4；
2.根据权利要求1所述改性多晶正极材料，其特征在于，满足以下条件至少其一：
3.根据权利要求1所述改性多晶正极材料，其特征在于，满足以下条件至少其一：
4.一种改性多晶正极材料的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：
5.根据权利要求4所述改性多晶正极材料的制备...
【专利技术属性】
技术研发人员：陈森，任靖辉，马腾越，程斯琪，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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