【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正极材料及其制备方法、钠离子电池。
技术介绍
1、随着全球电池需求量的迅速增长，以及锂资源空间分布的不均匀，锂离子电池产业链开始面临锂资源约束问题。钠离子电池与锂离子电池最大的区别在于正极材料，正极材料使用钠资源，将为钠离子电池提供巨大的成本优势。
2、钠离子电池由来已久，几乎与锂离子电池同时问世于70年代，与锂离子电池原理也相同，但钠离子电池的发展并不顺利，其很难找到合适的具有足够电化学容量与循环的正极材料，使其具有一定的商业化价值。
3、目前钠离子电池正极材料的研究热点主要包括聚阴离子化合物、普鲁士蓝类化合物、层状金属氧化物(o3和p2型)。但是这些材料与锂离子电池正极材料相比，残余碳酸钠偏高，容量和循环寿命仍然较差，亦或制备成本较高，制约了钠离子电池的大规模产业化应用。
4、cn113161543a提供了一种高能量密度钠离子电池正极材料及制备方法，但其所制备材料为聚阴离子类材料，其克比容量仅增加至121mah/g。
5、cn115036487a提供的一种具有超结构的层状氧化物钠离子电池正极材料，其克比容量接近140mah/g，但其使用了较高含量的昂贵纳米管材料和锂，制备成本较高，不适于产业化大规模应用。
技术实现思路
1、本专利技术的目的是要解决现有钠离子电池容量低，循环寿命差的问题，提供一种钠离子正极材料及其制备方法、钠离子电池与应用。该钠离子正极材料具有特定的晶体结构，使得由其
2、为了实现上述目的，本专利技术第一方面提供一种钠离子正极材料，其中，所述正极材料通过xrd获得的a轴晶格常数和c轴晶格常数满足：
3、5a+1.015≤c≤5a+1.235。
4、本专利技术第二方面提供一种制备钠离子正极材料的方法，其中，所述方法包括以下步骤：
5、s1、将镍源、铁源、锰源和可选地含有g元素的化合物进行混合，得到正极材料前驱体；
6、s2、将正极材料前驱体、钠源和可选地含有g元素的化合物进行混合，在含氧气氛中，进行第一次烧结，得到一次烧结料；其中，第一次烧结的恒温时间t1满足：5h≤t1≤25h；
7、s3、将一次烧结料在含氧气氛中，进行第二次烧结，经破碎后，得到所述钠离子正极材料，其中，第一次烧结的温度t1与第二次烧结的温度t2满足：t2≥t1；
8、其中，步骤s2中，所述正极材料前驱体、所述钠源和所述含有g元素的用量使得0.8≤n(na)/[n(ni)+n(fe)+n(mn)+n(g)]≤1.1。
9、本专利技术第三方面提供一种由上述制备方法制得的钠离子正极材料。
10、本专利技术第四方面提供一种钠离子电池，其中，所述钠离子电池包括上述钠离子正极材料。
11、通过上述技术方案，本专利技术提供的钠离子正极材料及其制备方法、钠离子电池获得以下有益的效果：
12、本专利技术提供的钠离子正极材料具有特定的晶体结构，具体地，本专利技术提供的钠离子正极材料的a轴晶格常数和c轴晶格常数特定的关系，由此使得正极材料中的na容易在层状结构的钠层内扩散，从而使得由该正极材料制得的电池具有较高的容量以及优异的循环性能。
13、进一步地，本专利技术提供的钠离子正极材料通过xrd获得的(003)衍射峰的2θ位于特定的位置范围，表明该正极材料的物相为纯相，且晶格中存在较高的na+含量同时具有适当层间距，为钠离子的脱/嵌提供了良好的通道，进而进一步提高由该正极材料制得的电池的容量以及循环性能。
14、本专利技术提供钠离子正极材料的制备工艺，采用二次烧结的工艺，并且控制第一次烧结的恒温时间、第二次烧结的温度大于等于第一烧结的温度以及钠配比，能够使得烧结钠化反应更加充分，进而确保制得的钠离子正极材料具有本专利技术所述的特定的晶体结构，进而确保由该正极材料制得的电池具有高的容量以及优异的循环性能。与此同时，采用本专利技术特定的烧结工艺，能够显著降低正极材料表面的残碱含量。
15、进一步地，本专利技术提供的钠离子正极材料的制备方法简单，成本相对低廉，适于产业化。
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1.一种钠离子正极材料，其特征在于，所述正极材料通过XRD测得的a轴晶格常数和c轴晶格常数满足：
2.根据权利要求1所述的钠离子正极材料，其中，所述正极材料通过XRD测得的(003)衍射峰的2θ位置满足：
3.根据权利要求1或2所述的钠离子正极材料，其中，所述正极材料为O3型层状氧化物；
4.根据权利要求1-3中任意一项所述的钠离子正极材料，其中，以所述正极材料的总重量为基准，表面残碱含量≤1.5wt％，优选≤1wt％。
5.一种制备钠离子正极材料的方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：
6.根据权利要求5所述的方法，其中，第一次烧结的恒温时间t1满足：7h≤t1≤20h；
7.根据权利要求5或6所述的方法，其中，所述含氧气氛中氧气的浓度≥20vol％；
8.根据权利要求5-7中任意一项所述的方法，其中，所述镍源、所述铁源、所述锰源和所述含G元素的化合物使得n(Ni):n(Fe):n(Mn):n(G)＝x:y:z:g，其中，0.1≤x≤0.5，0.1≤y≤0.5，0.1≤z≤0.8，0≤g≤0.
9.一种由权利要求5-8中任意一项所述的方法制得的钠离子正极材料。
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1-4和9中任意一项所述的钠离子正极材料。
...【技术特征摘要】
1.一种钠离子正极材料，其特征在于，所述正极材料通过xrd测得的a轴晶格常数和c轴晶格常数满足：
2.根据权利要求1所述的钠离子正极材料，其中，所述正极材料通过xrd测得的(003)衍射峰的2θ位置满足：
3.根据权利要求1或2所述的钠离子正极材料，其中，所述正极材料为o3型层状氧化物；
4.根据权利要求1-3中任意一项所述的钠离子正极材料，其中，以所述正极材料的总重量为基准，表面残碱含量≤1.5wt％，优选≤1wt％。
5.一种制备钠离子正极材料的方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：
6.根据权利要求5所述的方法，其中，第一次...
【专利技术属性】
技术研发人员：胡军涛，陈飞江，徐雅文，王俊，黄雪松，刘亚飞，宋顺林，陈彦彬，
申请(专利权)人：北京当升材料科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：
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