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【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于钠离子电池材料,具体涉及钠离子电池正极材料添加剂。
技术介绍
1、钠离子电池以其低成本、资源丰富和环境友好等优势,成为替代或补充传统锂离子电池的潜在候选者。然而,钠离子在性能上仍面临一些挑战,特别是在正极材料的循环稳定性和能量密度方面。正极材料作为钠离子电池的关键组成部分,其性能直接影响电池的整体表现。在电池充放电循环中,正极材料承受钠离子嵌入/脱出导致的体积变化,易引发结构损伤和性能下降。在电池的充放电过程中,正极材料会经历钠离子的嵌入和脱出,这个过程可能导致材料的体积膨胀和收缩,从而引起材料结构的破坏和性能的衰减,造成钠离子损失。此外,正极材料在长时间循环使用过程中,随着钠离子的逐渐损失,电池的可用容量降低,这意味着电池在相同充放电条件下存储和释放的能量减少,从而缩短了电池的使用寿命。
2、为了克服上述问题,研究者们致力于开发各种钠电正极添加剂,以提高钠离子电池的性能。对于钠电正极添加剂的选用,一是需要其在电池的充电电压范围内尽可能脱出高容量的钠离子,避免过高的脱钠电压使正、负极材料和电解液发生分解;二是需要其本身以及脱钠后副产物均具有较好的化学稳定性,确保不会与正、负极材料和电解液等发生副反应。对于正极补钠剂,目前已经研究和报道的种类繁多,如na3p、na2c2o2n2、na2c2n4、na5feo4等。尽管现有的正极添加剂在一定程度上提高了钠离子电池的性能,但仍存在一些限制,如添加剂与正极材料的相容性差、添加剂在高电压下的稳定性不足、以及添加剂在电池体系中的分布不均匀等问题,从而导致电池的循环稳
技术实现思路
1、针对现有技术存在的问题,本专利技术的主要目的是提供一种补钠剂。其次,本专利技术提供上述补钠剂的制备方法。
2、为实现上述目的,本专利技术提供以下具体的技术方案。
3、第一方面,本专利技术提供一种o/p复合相锰基材料作为钠离子电池正极补钠剂的应用;所述o/p复合相锰基材料为核壳结构,核的化学表达式为naanibfecmndo2,其中0.8<a<1.05,0<b<1,0<c<1,0<d<1,b+c+d=1;壳的化学表达式为naxniymnzo2,其中0.67<x<0.75,0<y<1 ,0<z<1 ,y+z=1。
4、在进一步的优选方案中,所述壳的质量为核的质量的1~15%。
5、第二方面,本专利技术提供一种o/p复合相锰基材料的制备方法,包括:
6、将镍铁锰氢氧化物、钠源混合,烧结,得到naanibfecmndo2,其中0.8<a<1.05,0<b<1,0<c<1,0<d<1,b+c+d=1;
7、将naanibfecmndo2加入含有钠源、镍源、锰源的乙醇溶液中,搅拌,蒸干,干燥,得到前体;
8、煅烧前体,得到o/p复合相锰基材料。
9、在进一步的优选方案中,所述镍铁锰氢氧化物中ni、fe、mn的摩尔比包括但不限于1:1:1、2:1:1、2.5:1:1、3:1:1。
10、在进一步的优选方案中,所述将镍铁锰氢氧化物、钠源混合时,镍铁锰氢氧化物、钠源中的钠的摩尔比为1:0.8~1.05。
11、在进一步的优选方案中,所述烧结的温度为650~1100℃。
12、在进一步的优选方案中,所述钠源为碳酸钠、氢氧化钠、硝酸钠、醋酸钠、草酸钠中的至少一种。
13、在进一步的优选方案中,所述镍源为醋酸镍、氢氧化镍、硝酸镍中的至少一种。
14、在进一步的优选方案中,所述锰源为醋酸锰、氧化锰、草酸锰中的至少一种。
15、在进一步的优选方案中,所述乙醇溶液中na、ni、mn的摩尔比为0.67~0.75:0.25~0.75:0.25~0.75。
16、在进一步的优选方案中,所述煅烧的温度为650~1000℃。
17、基于同样的专利技术构思,本专利技术提供一种钠离子电池的正极活性材料,包括前述的o/p复合相锰基材料。
18、进一步地,所述正极活性材料中o/p复合相锰基材料的质量占比为1~3%。
19、此外,本专利技术提供一种钠离子电池,包括前述的正极活性材料。
20、本专利技术上述一个或多个技术方案的有益效果将通过以下具体的实施例体现。
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1.一种O/P复合相锰基材料作为钠离子电池正极补钠剂的应用,其特征在于,所述O/P复合相为核壳结构,核的化学表达式为NaaNibFecMndO2,其中0.8<a<1.05,0<b<1,0<c<1,0<d<1,b+c+d=1;壳的化学表达式为NaxNiyMnzO2,其中0.67<x<0.75,0<y<1,0<z<1,y+z=1。
2.如权利要求1所述的应用,其特征在于,所述壳的质量为核的质量的1~15%。
3.一种O/P复合相锰基材料的制备方法,其特征在于,包括:
4.如权利要求3所述的制备方法,其特征在于,所述镍铁锰氢氧化物中Ni、Fe、Mn的摩尔比包括但不限于1:1:1、2:1:1、2.5:1:1、3:1:1;
5.如权利要求3或4所述的制备方法,其特征在于,所述烧结的温度为650~1100℃。
6.如权利要求3所述的制备方法,其特征在于,所述钠源为碳酸钠、氢氧化钠、硝酸钠、醋酸钠、草酸钠中的至少一种;
7.如权利要求3所述的制备方法,其特征在于,所述煅烧的温度为650~1000℃。
8.一种钠
9.如权利要求8所述的钠离子电池的正极活性材料,其特征在于,所述正极活性材料中O/P复合相锰基材料的质量占比为1~3%。
10.一种钠离子电池,其特征在于,包括权利要求8或9所述的正极活性材料。
...【技术特征摘要】
1.一种o/p复合相锰基材料作为钠离子电池正极补钠剂的应用,其特征在于,所述o/p复合相为核壳结构,核的化学表达式为naanibfecmndo2,其中0.8<a<1.05,0<b<1,0<c<1,0<d<1,b+c+d=1;壳的化学表达式为naxniymnzo2,其中0.67<x<0.75,0<y<1,0<z<1,y+z=1。
2.如权利要求1所述的应用,其特征在于,所述壳的质量为核的质量的1~15%。
3.一种o/p复合相锰基材料的制备方法,其特征在于,包括:
4.如权利要求3所述的制备方法,其特征在于,所述镍铁锰氢氧化物中ni、fe、mn的摩尔比包括但不限于1:1:1、2:1:1、2.5:1:1、3:1:1;
【专利技术属性】
技术研发人员:邹景田,张子洵,田毅,
申请(专利权)人:绍兴羽能新材料有限公司,
类型:发明
国别省市:
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