CN115000388A - 一种钠离子正极材料及其制备方法和用途 - Google Patents

一种钠离子正极材料及其制备方法和用途 Download PDF

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Abstract

本发明提供了一种钠离子正极材料及其制备方法和用途。所述钠离子正极材料包括钠离子基体以及位于所述钠离子基体表面的第一包覆层和第二包覆层,所述第一包覆层位于所述钠离子基体的表面,所述第一包覆层包括氧化钇和磷,所述第二包覆层包括钼,所述钠离子基体包括镍铁锰铝酸钠正极材料。本发明提供的钠离子正极材料,结构稳定,经氧化钇和磷元素包覆以及钼元素的包覆以后,其电解液分解产物更少、界面膜的成分及厚度都更加均匀,电极表面颗粒的CEI得到了明显优化,且过渡金属在电解液中溶解的问题被抑制,具有更低的阻抗、更长的循环寿命和更好的安全性能。

Description

一种钠离子正极材料及其制备方法和用途
技术领域
本发明属于钠离子电池技术领域,涉及一种钠离子正极材料及其制备方法和用途。
背景技术
钠离子电池以其丰富的原材料、低成本以及高安全性等特点成为了近年来电池技术的研发热点。钠离子电池潜在应用场景包括如低速电动车以及储能装置等。正极材料是钠离子电池的关键材料之一,其中层状结构过渡金属氧化物具有较高比容量以及其与目前市场上比较成熟的锂电池的正极材料在合成以及电池制造方面的许多类同性,是钠离子电池正极材料有潜力得到商业化生产的材料之一。
然而,层状结构过渡金属氧化物在空气中储存稳定性差及/或充电态电解液中晶体结构不稳定等缺点,在长循环和大电流充放电中容量衰减严重,即循环性能和倍率性能不能完全符合应用的要求,而空气中储存稳定性差则使得材料必须在严格的条件储存和使用。对材料进行表面包覆是最有效的改性处理方法之一:包覆隔离层,防止电解液与材料直接接触,例如金属氧化物和氟化物包覆以及碳包覆,在不损失材料比容量的前提下有效阻止正极材料与电解液反应,提高正极材料的结构稳定性。包覆后的正极材料也增加了在空气中储存稳定性,使得材料在储存运输以及加工使用中更为便利,产品品质更为一致稳定。
CN106784665A提供了一种用于钠离子电池的三元层状氧化物正极及其制备方法,该材料是用化学计量比的过氧化钠或碳酸钠、氧化铁、氧化铬、氧化锰或者高温分解只能生成其氧化物的其他前驱体混合均匀,然后压成小圆片,将其放入氩气流的电炉内进行高温反应,即获得单相的三元层状氧化物NaFexCryMnzO2(0<x,y,z<1),该电极材料用于钠离子电池中,首次充电比容量达194mAh/g。然而仅仅通过过渡金属得失电子提供的容量较小,限制了钠离子电池的实际应用。
CN110233252A公开了一种利用二氧化碳与三元正极的金属氢氧化物反应,利用二氧化碳与三元正极材料表面的金属氢氧化物反应,在三元正极材料表面原位生成一层均匀致密的金属碳酸盐包覆层。通过在三元正极材料表面原位形成一层金属碳酸盐包覆层,从而有效抑制三元正极材料与潮湿空气发生反应,降低对存储和使用环境的要求,改善其后续电极加工性能;同时可实现三元正极材料与电解液隔离,减少电极表面副反应的发生,增强电极材料结构稳定性,提高电池循环性能。然而该文献使用气体氛围与原材料反应,须用高压才能最大程度地实现反应的发生,且弱酸性的二氧化碳极有可能反应不完全。
因此,如何安全高效地提升钠离子正极材料的电化学性能,且其表面的CEI得到优化,是亟待解决的技术问题。
发明内容
针对现有技术存在的不足,本发明的目的在于提供一种钠离子正极材料及其制备方法和用途。本发明提供的钠离子正极材料,结构稳定,经氧化钇和磷元素包覆以及钼元素的包覆以后,其电解液分解产物更少、界面膜的成分及厚度都更加均匀,电极表面颗粒的CEI得到了明显优化,且过渡金属在电解液中溶解的问题被抑制,具有更低的阻抗、更长的循环寿命和更好的安全性能。
为达此目的,本发明采用以下技术方案:
第一方面,本发明提供一种钠离子正极材料,所述钠离子正极材料包括钠离子基体以及位于所述钠离子基体表面的第一包覆层和第二包覆层,所述第一包覆层位于所述钠离子基体的表面,所述第一包覆层包括氧化钇和磷,所述第二包覆层包括钼,所述钠离子基体包括镍铁锰铝酸钠正极材料。
本发明提供的钠离子正极材料,结构稳定,经氧化钇和磷元素包覆以及钼元素的包覆以后,其电解液分解产物更少、界面膜的成分及厚度都更加均匀,电极表面颗粒的CEI得到了明显优化,且过渡金属在电解液中溶解的问题被抑制,具有更低的阻抗、更长的循环寿命和更好的安全性能。
本发明中,钠离子基体的表面包覆氧化钇和磷,有助于调控锂离子的有序扩散,且进一步地进行钼包覆,还起到了物理隔绝的作用,抑制了电极和电解液之间的副反应,并对电极表面颗粒的CEI进行了改性,稳住了颗粒表面的结构,使得钠离子正极材料中的过渡金属溶解现象得到了全面抑制。
本发明中,如果只进行第一包覆层的包覆,则很难实现长循环稳定性,而如果只进行第二包覆层的包覆,又会导致阻抗变大。
优选地,所述镍铁锰铝酸钠正极材料中还掺杂铟和锶。
本发明中,在镍铁锰铝酸钠正极材料中进行铟和锶的掺杂,可以进一步提升倍率性能以及结构稳定性。
优选地,所述钠离子基体的化学通式为NaNi0.8Fe0.1Mn0.05Al0.05-x-yInxSryO2,其中,0<x<0.05,0<y<0.05,例如,所述x可以为0.001、0.005、0.01、0.015、0.02、0.025、0.03、0.035、0.04或0.045等,所述y可以为0.001、0.005、0.01、0.015、0.02、0.025、0.03、0.035、0.04或0.045等。
本发明提供的钠离子正极材料,为高镍钠离子正极材料,高镍材料具备能量密度高、成本低的优势。
第二方面,本发明提供一种如第一方面所述的钠离子正极材料的制备方法,所述制备方法包括以下步骤:
(1)将钠源与镍铁锰铝氢氧化物混合,氧气气氛下微波热处理,得到第一正极基体材料;
(2)将步骤(1)所述第一正极基体材料与洗涤液混合洗涤,然后加入钇盐溶液,干燥,将干燥后的物质与磷源混合,氧气气氛下微波烧结,得到第二正极基体材料;
(3)将步骤(2)所述第二正极基体材料与钼源混合,氧气气氛下微波烧结,得到所述钠离子正极材料。
本发明提供的制备方法,通过微波热处理的方法进行正极材料的制备,相比于普通烧结,具备能耗低、成本低、环境友好的优势,同时通过洗涤可以洗掉第一正极基体材料表面的氢氧化钠,在混合洗涤体系中在加入钇盐,可以得到氢氧化钇包覆于正极材料表面,同步实现了材料表面的残碱去除以及氢氧化钇的包覆,再进行磷源的混合,通过后续的烧结得到了表面均匀包覆的氧化钇和磷,同时进行钼的二次包覆,得到了结构稳定,循环性能良好的钠离子正极材料。
优选地,步骤(1)所述混合的原料还包括铟源和锶源。
优选地,步骤(1)所述钠源包括氢氧化钠。
优选地,步骤(1)所述氧气气氛的气流量为0.2~2m3/h,例如0.2m3/h、0.5m3/h、0.8m3/h、1m3/h、1.3m3/h、1.5m3/h、1.8m3/h或2m3/h等。
优选地,步骤(1)所述微波热处理的温度为600~900℃,例如600℃、630℃、650℃、680℃、700℃、720℃、750℃、780℃、800℃、810℃、850℃、880℃或900℃等。
优选地,步骤(1)所述微波热处理的时间为6~20h,例如6h、7h、8h、9h、10h、11h、12h、13h、14h、15h、16h、17h、18h、19h或20h等。
优选地,步骤(2)所述洗涤液包括乙二醇水溶液。
本发明中,采用乙二醇水溶液进行洗涤,可以减少对材料基体表面层结构的破坏,而如果单纯用水洗涤,则会导致基体材料表面层重构严重,表面更容易发生副反应,有利于重构形成类NiO岩盐相。
优选地,步骤(2)中,所述乙二醇水溶液与第一正极基体材料的质量比为(1~2):1,例如1:1、1.1:1、1.2:1、1.3:1、1.4:1、1.5:1、1.6:1、1.7:1、1.8:1、1.9:1或2:1等。
本发明中,乙二醇水溶液与第一正极基体材料的质量比过大,即乙二醇水溶液加入过多,不利于氢氧化钇沉淀附着,而质量比过小,即乙二醇水溶液加入过少,又会导致残碱洗涤不充分。
优选地,步骤(2)所述洗涤的时间为5~30min,例如5min、8min、10min、13min、15min、18min、20min、23min、25min、28min或30min等。
优选地,步骤(2)所述干燥前,对加入钇盐溶液后的混合体系依次进行陈化和蒸干。
优选地,步骤(2)所述干燥的方法包括回转真空干燥。
本发明中,通过回转真空干燥的方法进行干燥,更有利于水分的挥发。
优选地,所述回转真空干燥的转速为60~200r/min,例如60r/min、80r/min、100r/min、120r/min、130r/min、150r/min、180r/min或200r/min等。
优选地,步骤(2)所述钇盐包括硫酸钇。
优选地,步骤(2)中,所述钇盐的加入量为所述第一正极基体材料的质量的0.1~2%。
本发明中,钇盐的加入量过多,不利于离子的传导,而加入量过少,又会影响包覆效果。
优选地,步骤(2)所述磷源包括Li3PO4
本发明中,以Li3PO4作为包覆物,更有利于调控锂离子的有序扩散。
优选地,步骤(2)所述磷源的加入量为500~3000ppm,例如500ppm、1000ppm、1500ppm、2000ppm、2500ppm或3000ppm等。
优选地,步骤(2)所述微波烧结的温度为600~900℃,例如600℃、610℃、630℃、650℃、680℃、700℃、720℃、750℃、780℃、790℃、800℃、810℃、830℃、850℃、880℃或900℃等。
优选地,步骤(2)所述微波烧结的时间为5~20h,例如5h、6h、7h、8h、9h、10h、11h、12h、13h、14h、15h、16h、17h、18h、19h或20h等。
优选地,步骤(2)所述氧气气氛的气流量为0.2~2m3/h,例如0.2m3/h、0.5m3/h、0.8m3/h、1m3/h、1.3m3/h、1.5m3/h、1.8m3/h或2m3/h等。
优选地,步骤(3)所述微波烧结的温度为500~900℃,例如500℃、520℃、550℃、580℃、600℃、630℃、650℃、680℃、700℃、720℃、750℃、780℃、800℃、810℃、850℃、880℃或900℃等。
优选地,步骤(3)所述微波烧结的时间为5~20h,例如5h、6h、7h、8h、9h、10h、11h、12h、13h、14h、15h、16h、17h、18h、19h或20h等。
优选地,步骤(2)所述氧气气氛的气流量为0.2~2m3/h,例如0.2m3/h、0.5m3/h、0.8m3/h、1m3/h、1.3m3/h、1.5m3/h、1.8m3/h或2m3/h等。
优选地,步骤(3)所述钼源的加入量为500~3000ppm,例如500ppm、1000ppm、1500ppm、2000ppm、2500ppm或3000ppm等。
作为优选的技术方案,所述制备方法包括以下步骤:
(1)将钠源、镍铁锰铝氢氧化物、铟源和锶源混合,在流量为0.2~2m3/h的氧气气氛下以600~900℃的温度微波热处理6~20h,得到第一正极基体材料;
(2)将步骤(1)所述第一正极基体材料与乙二醇的水溶液以1:(1~2)的质量比混合洗涤,然后加入硫酸钇溶液,60~200r/min的转速下回转真空干燥,将干燥后的物质与Li3PO4混合,在流量为0.2~2m3/h的氧气气氛下以600~900℃的温度微波烧结5~20h,得到第二正极基体材料;
(3)将步骤(2)所述第二正极基体材料与钼源混合,在流量为0.2~2m3/h的氧气气氛下以500~900℃的温度微波烧结5~20h,得到所述钠离子正极材料;
其中,所述硫酸钇的加入量为所述第一正极基体材料的质量的0.1~2%。
第三方面,本发明还提供一种钠离子电池,所述钠离子电池包括如权第一方面所述的钠离子正极材料。
与现有技术相比,本发明具有以下有益效果:
(1)本发明提供的钠离子正极材料,结构稳定,经氧化钇和磷元素包覆以及钼元素的包覆以后,其电解液分解产物更少、界面膜的成分及厚度都更加均匀,电极表面颗粒的CEI得到了明显优化,且过渡金属在电解液中溶解的问题被抑制,具有更低的阻抗、更长的循环寿命和更好的安全性能本发明提供的电池,0.1C下的循环50圈后的循环稳定性可达97.1%以上。
(2)本发明提供的制备方法,同步实现了残碱的去除以及氧化钇的均匀包覆,且制备方法简单,适合大规模生产。
具体实施方式
下面通过具体实施例来进一步说明本发明的技术方案。本领域技术人员应该明了,所述实施例仅仅是帮助理解本发明,不应视为对本发明的具体限制。
实施例1
本实施例提供一种钠离子正极材料,所述钠离子正极材料由钠离子基体以及位于所述钠离子基体表面的第一包覆层和第二包覆层组成,所述第一包覆层位于所述钠离子基体的表面,第二包覆层位于第一包覆层表面,所述第一包覆层为氧化钇和磷,所述第二包覆层为钼,所述钠离子基体的化学式为NaNi0.8Fe0.1Mn0.05Al0.02In0.01Sr0.02O2
所述钠离子正极材料的制备方法如下:
(1)将氢氧化钠、Ni0.8Fe0.1Mn0.05Al0.02(OH)2、氢氧化铟和氢氧化锶按1.1:1:0.01:0.02的摩尔比,一同加入到高速混料机中充分混合均匀,得到混合粉末,将混合粉末进行在氧气的气氛下进行第一微波高温烧结,氧气气氛的流量为1.2m3/h,第一高温烧结的温度为730℃,时间为10h,烧结完成后冷却后即得到第一正极基体材料;
(2)将步骤(1)中的第一正极基体材料进行粉碎过筛,然后采用乙二醇(EG)水溶液进行洗涤,洗涤时间为15min,乙二醇(EG)水溶液的质量与第一正极基材材料的质量比为1.5:1;在洗涤过程中,加入一定量的硫酸钇,硫酸钇的质量为第一正极基材材料的质量的1%,硫酸钇与洗涤掉的残碱反应生成氢氧化钇沉淀,将水洗完的混合溶液进行陈化蒸干,将陈化蒸干后的物料置于回转真空干燥炉进行旋转烘干,回转真空干燥炉的转速为100r/min,得到氢氧化钇附着的干燥混合粉末;
(3)将步骤(2)中得到的干燥混合粉末与Li3PO4混合均匀,在氧气的气氛下进行第二次微波高温烧结,得到第二正极基体材料(表面包覆氧化钇和磷);
其中,Li3PO4与第一正极基体材料的摩尔比为0.02:1,第二次微波高温烧结的温度为790℃,时间为9h;氧气气氛的流量为1m3/h;
(4)将步骤(3)中得到的正极基材与氧化钼混合均匀,在氧气的气氛下进行第三次微波高温烧结,得到钼包覆的正极基材;
其中,氧化钼与第一正极基体材料的摩尔比0.03:1;高温烧结的温度为600℃,时间为8h,氧气气氛的流量为1m3/h;
(5)将步骤(5)包覆的复合正极材料过筛网,网筛目数为300目,得到最终的钠离子正极材料。
实施例2
本实施例提供一种钠离子正极材料,所述钠离子正极材料由钠离子基体以及位于所述钠离子基体表面的第一包覆层和第二包覆层组成,所述第一包覆层位于所述钠离子基体的表面,第二包覆层位于第一包覆层表面,所述第一包覆层为氧化钇和磷,所述第二包覆层为钼,所述钠离子基体的化学式为NaNi0.8Fe0.1Mn0.05Al0.02In0.01Sr0.02O2
所述钠离子正极材料的制备方法如下:
(1)将氢氧化钠、Ni0.8Fe0.1Mn0.05Al0.02(OH)2、氢氧化铟和氢氧化锶按1.1:1:0.01:0.02的摩尔比,一同加入到高速混料机中充分混合均匀,得到混合粉末,将混合粉末进行在氧气的气氛下进行第一微波高温烧结,氧气气氛的流量为2m3/h,第一高温烧结的温度为600℃,时间为18h,烧结完成后冷却后即得到第一正极基体材料;
(2)将步骤(1)中的第一正极基体材料进行粉碎过筛,然后采用乙二醇(EG)水溶液进行洗涤,洗涤时间为30min,乙二醇(EG)水溶液的质量与第一正极基材材料的质量比为1:1;在洗涤过程中,加入一定量的硫酸钇,硫酸钇的质量为第一正极基材材料的质量的2%,硫酸钇与洗涤掉的残碱反应生成氢氧化钇沉淀,将水洗完的混合溶液进行陈化蒸干,将陈化蒸干后的物料置于回转真空干燥炉进行旋转烘干,回转真空干燥炉的转速为60r/min,得到氢氧化钇附着的干燥混合粉末;
(3)将步骤(2)中得到的干燥混合粉末与Li3PO4混合均匀,在氧气的气氛下进行第二次微波高温烧结,得到第二正极基体材料(表面包覆氧化钇和磷);
其中,Li3PO4与第一正极基体材料的摩尔比为0.02:1,第二次微波高温烧结的温度为750℃,时间为10h;氧气气氛的流量为1m3/h;
(4)将步骤(3)中得到的正极基材与氧化钼混合均匀,在氧气的气氛下进行第三次微波高温烧结,得到钼包覆的正极基材;
其中,氧化钼与第一正极基体材料的摩尔比0.03:1;高温烧结的温度为700℃,时间为6h,氧气气氛的流量为1m3/h;
(5)将步骤(5)包覆的复合正极材料过筛网,网筛目数为300目,得到最终的钠离子正极材料。
实施例3
本实施例提供一种钠离子正极材料,所述钠离子正极材料由钠离子基体以及位于所述钠离子基体表面的第一包覆层和第二包覆层组成,所述第一包覆层位于所述钠离子基体的表面,第二包覆层位于第一包覆层表面,所述第一包覆层为氧化钇和磷,所述第二包覆层为钼,所述钠离子基体的化学式为NaNi0.8Fe0.1Mn0.05Al0.01In0.02Sr0.02O2
所述钠离子正极材料的制备方法如下:
(1)将氢氧化钠、Ni0.8Fe0.1Mn0.05Al0.01(OH)2、氢氧化铟和氢氧化锶按1.1:1:0.02:0.02的摩尔比,一同加入到高速混料机中充分混合均匀,得到混合粉末,将混合粉末进行在氧气的气氛下进行第一微波高温烧结,氧气气氛的流量为1.2m3/h,第一高温烧结的温度为730℃,时间为10h,烧结完成后冷却后即得到第一正极基体材料;
(2)将步骤(1)中的第一正极基体材料进行粉碎过筛,然后采用乙二醇(EG)水溶液进行洗涤,洗涤时间为5min,乙二醇(EG)水溶液的质量与第一正极基材材料的质量比为2:1;在洗涤过程中,加入一定量的硫酸钇,硫酸钇的质量为第一正极基材材料的质量的0.2%,硫酸钇与洗涤掉的残碱反应生成氢氧化钇沉淀,将水洗完的混合溶液进行陈化蒸干,将陈化蒸干后的物料置于回转真空干燥炉进行旋转烘干,回转真空干燥炉的转速为100r/min,得到氢氧化钇附着的干燥混合粉末;
(3)将步骤(2)中得到的干燥混合粉末与Li3PO4混合均匀,在氧气的气氛下进行第二次微波高温烧结,得到第二正极基体材料(表面包覆氧化钇和磷);
其中,Li3PO4与第一正极基体材料的摩尔比为0.02:1,第二次微波高温烧结的温度为790℃,时间为9h;氧气气氛的流量为1m3/h;
(4)将步骤(3)中得到的正极基材与氧化钼混合均匀,在氧气的气氛下进行第三次微波高温烧结,得到钼包覆的正极基材;
其中,氧化钼与第一正极基体材料的摩尔比0.03:1;高温烧结的温度为600℃,时间为8h,氧气气氛的流量为1m3/h;
(5)将步骤(5)包覆的复合正极材料过筛网,网筛目数为300目,得到最终的钠离子正极材料。
实施例4
本实施例与实施例1的区别为,本实施例步骤(2)中乙二醇(EG)水溶液的质量与第一正极基材材料的质量比为0.5:1。
其余制备方法与参数与实施例1保持一致。
实施例5
本实施例与实施例1的区别为,本实施例步骤(2)中乙二醇(EG)水溶液的质量与第一正极基材材料的质量比为2.5:1。
其余制备方法与参数与实施例1保持一致。
对比例1
本对比例与实施例1的区别为,本对比例只进行步骤(1)。
其余制备方法与参数与实施例1保持一致。
对比例2
本对比例与实施例1的区别为,本对比例步骤(2)洗涤后之间水洗,干燥,不加入硫酸钇。
其余制备方法与参数与实施例1保持一致。
对比例3
本对比例与实施例1的区别为,本对比例不进行步骤(4)的钼包覆。
其余制备方法与参数与实施例1保持一致。
将实施例1-5和对比例1-3得到的复合正极材料分别与导电剂Super P,粘结剂PVDF按照质量比90:6:4比例混合均匀,加入NMP,用氧化锆珠球磨1小时配成浆料,再均匀涂在铝片上,真空烘干、辊压制成正极片。以石墨为负极组装成单片软包电池。采用蓝电测试系统进行电性能测试(充放电电压为2.75~4.25V,温度条件为45℃)。电池性能测试结果如表1所示。
表1
Figure BDA0003743990980000121
Figure BDA0003743990980000131
从实施例1与实施例4和5的数据结果可知,乙二醇水溶液加入过少,不利于克容量的发挥,而加入过多,又会影响循环性能。
从实施例1与对比例1的数据结果可知,钠离子基体表面不进行任何包覆,循环性能变差。
从实施例1与对比例2和3的数据结果可知,第一包覆层中不进行氧化钇的包覆,或者没有第二包覆层的包覆,均无法实现较好的循环性能。
综上所述,本发明提供的钠离子正极材料,结构稳定,经氧化钇和磷元素包覆以及钼元素的包覆以后,其电解液分解产物更少、界面膜的成分及厚度都更加均匀,电极表面颗粒的CEI得到了明显优化,且过渡金属在电解液中溶解的问题被抑制,具有更低的阻抗、更长的循环寿命和更好的安全性能。本发明提供的电池,0.1C下的循环50圈后的循环稳定性可达97.1%以上。本发明提供的制备方法,同步实现了残碱的去除以及氧化钇的均匀包覆,且制备方法简单,适合大规模生产。
申请人声明,本发明通过上述实施例来说明本发明的详细方法,但本发明并不局限于上述详细方法,即不意味着本发明必须依赖上述详细方法才能实施。所属技术领域的技术人员应该明了,对本发明的任何改进,对本发明产品各原料的等效替换及辅助成分的添加、具体方式的选择等,均落在本发明的保护范围和公开范围之内。

Claims (10)

1.一种钠离子正极材料,其特征在于,所述钠离子正极材料包括钠离子基体以及位于所述钠离子基体表面的第一包覆层和第二包覆层,所述第一包覆层位于所述钠离子基体的表面,所述第一包覆层包括氧化钇和磷,所述第二包覆层包括钼,所述钠离子基体包括镍铁锰铝酸钠正极材料。
2.根据权利要求1所述的钠离子正极材料,其特征在于,所述镍铁锰铝酸钠正极材料中还掺杂铟和锶;
优选地,所述钠离子基体的化学通式为NaNi0.8Fe0.1Mn0.05Al0.05-x-yInxSryO2,其中,0<x<0.05,0<y<0.05。
3.一种如权利要求1或2所述的钠离子正极材料的制备方法,其特征在于,所述制备方法包括以下步骤:
(1)将钠源与镍铁锰铝氢氧化物混合,氧气气氛下微波热处理,得到第一正极基体材料;
(2)将步骤(1)所述第一正极基体材料与洗涤液混合洗涤,然后加入钇盐溶液,干燥,将干燥后的物质与磷源混合,氧气气氛下微波烧结,得到第二正极基体材料;
(3)将步骤(2)所述第二正极基体材料与钼源混合,氧气气氛下微波烧结,得到所述钠离子正极材料。
4.根据权利要求3所述的钠离子正极材料的制备方法,其特征在于,步骤(1)所述混合的原料还包括铟源和锶源;
优选地,步骤(1)所述钠源包括氢氧化钠;
优选地,步骤(1)所述氧气气氛的气流量为0.2~2m3/h;
优选地,步骤(1)所述微波热处理的温度为600~900℃;
优选地,步骤(1)所述微波热处理的时间为6~20h。
5.根据权利要求3或4所述的钠离子正极材料的制备方法,其特征在于,步骤(2)所述洗涤液包括乙二醇水溶液;
优选地,步骤(2)中,所述乙二醇水溶液与第一正极基体材料的质量比为(1~2):1;
优选地,步骤(2)所述洗涤的时间为5~30min;
优选地,步骤(2)所述干燥的方法包括回转真空干燥;
优选地,所述回转真空干燥的转速为60~200r/min。
6.根据权利要求3-5任一项所述的钠离子正极材料的制备方法,其特征在于,步骤(2)所述钇盐包括硫酸钇;
优选地,步骤(2)中,所述钇盐的加入量为所述第一正极基体材料的质量的0.1~2%;
优选地,步骤(2)所述磷源包括Li3PO4
优选地,步骤(2)所述磷源的加入量为500~3000ppm。
7.根据权利要求3-6任一项所述的钠离子正极材料的制备方法,其特征在于,步骤(2)所述微波烧结的温度为600~900℃;
优选地,步骤(2)所述微波烧结的时间为5~20h;
优选地,步骤(2)所述氧气气氛的气流量为0.2~2m3/h。
8.根据权利要求3-7任一项所述的钠离子正极材料的制备方法,其特征在于,步骤(3)所述微波烧结的温度为500~900℃;
优选地,步骤(3)所述微波烧结的时间为5~20h;
优选地,步骤(2)所述氧气气氛的气流量为0.2~2m3/h;
优选地,步骤(3)所述钼源的加入量为500~3000ppm。
9.根据权利要求3-8任一项所述的钠离子正极材料的制备方法,其特征在于,所述制备方法包括以下步骤:
(1)将钠源、镍铁锰铝氢氧化物、铟源和锶源混合,在流量为0.2~2m3/h的氧气气氛下以600~900℃的温度微波热处理6~20h,得到第一正极基体材料;
(2)将步骤(1)所述第一正极基体材料与乙二醇的水溶液以1:(1~2)的质量比混合洗涤,然后加入硫酸钇溶液,60~200r/min的转速下回转真空干燥,将干燥后的物质与Li3PO4混合,在流量为0.2~2m3/h的氧气气氛下以600~900℃的温度微波烧结5~20h,得到第二正极基体材料;
(3)将步骤(2)所述第二正极基体材料与钼源混合,在流量为0.2~2m3/h的氧气气氛下以500~900℃的温度微波烧结5~20h,得到所述钠离子正极材料;
其中,所述硫酸钇的加入量为所述第一正极基体材料的质量的0.1~2%。
10.一种钠离子电池,其特征在于,所述钠离子电池包括如权利要求1或2所述的钠离子正极材料。
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