CN116354417A - 一种钠离子前驱体材料及其制备方法和用途 - Google Patents

一种钠离子前驱体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前驱体材料及其制备方法和用途。所述钠离子前驱体材料包括镍铁铜铝氢氧化物。本发明提供的镍铁铜铝氢氧化物前驱体材料,元素分布均匀,在前驱体中引入铜和铝,提升了空气稳定性的同时还提升了晶体结构的稳定性,从而可以得到稳定性良好的层状氧化物正极材料,提升了正极材料的循环性能。

Description

一种钠离子前驱体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,涉及一种钠离子前驱体材料及其制备方法和用途。
背景技术
随着锂离子电池用量的不断增加,锂离子电池关键材料如锂、镍、钴等关键材料价格不断攀升,价格因素在一定程度上限制了锂离子电池的发展。钠离子电池是目前公认的较为理想的锂离子电池替代能源之一,一方面钠与锂属于同一主族,具有相似的理化性质和电化学反应机制,另一方面,与锂离子电池相比,钠离子电池具有资源丰富、价格低廉、分布广泛等优势,因此钠离子电池逐渐成为储能领域的研究热点。由于钠离子具有较大的离子半径和较慢的动力学速率,使得钠离子在正极材料上脱嵌较困难,而正极材料的容量会决定钠离子电池的整体电芯容量,因此,制备出性能较好的钠离子电池正极材料对推动钠离子电池正极材料的商业化应用具有重要意义。
层状金属氧化物正极材料是目前常见的一种钠离子正极材料,目前层状过渡金属氧化物材料主要采用高温固相法制备,将钠盐和过渡金属氧化物混合后高温烧结而成。如CN107403915A公开了一种钠离子电池的锰基正极材料,其制备方法包括以下步骤:将钠盐、锰的氧化物、二氧化钛和其他金属氧化物混匀后压片,然后在700-1100℃煅烧,得到所述钠离子电池的锰基正极材料。但这种传统法得到的产物存在杂相且形成纳米颗粒团聚的二次多晶颗粒,由于比表面积大,副反应较多,在长期的充放电循环过程中,二次颗粒结构容易开裂破坏,从而降低循环稳定性能,严重地限制了它在钠离子电池正极材料方面的应用。
层状氧化物正极材料还可以通过共沉淀法得到,由共沉淀的方法制得钠离子正极材料前驱体,然后将前驱体与钠盐高温煅烧,就可以得到元素分布均匀,球形度好、电化学能优异的层状正极材料。但目前报到的通过共沉淀法制得的正极材料主要为镍铁锰三元材料(NiFeMn),如CN114956202A公开了一种钠离子正极材料的前驱体,化学式为NixFeyMn1-x-y(OH)2,制备方法包括:一、配制Ni、Fe、Mn盐混合溶液;配制氢氧化钠或氢氧化钾溶液作为沉淀剂;配制氨水溶液作为络合剂;配制添加剂溶液;二、向体系中通入保护气体,将混合溶液、沉淀剂、络合剂、添加剂溶液加入釜中进行共沉淀,待生长到目标粒度时停止进液;三、将产物经压滤、洗涤、干燥得到钠离子电池正极材料的前驱体。钠离子电池正极材料由前驱体预烧得到镍铁锰氧化物,再将镍铁锰氧化物与碳酸钠混合后二次烧结获得。而含锰元素的镍铁锰基钠离子电池层状氧化物正极材料在材料制备时,由于Mn3+的“姜泰勒效应”会造成TM-O的八面体畸变使得晶体结构发生扭曲,进而影响材料的电化学性能。
因此,如何得到一种结构稳定以及电化学性能优异的层状氧化物正极材料,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前驱体材料及其制备方法和用途。本发明提供的镍铁铜铝氢氧化物前驱体材料,元素分布均匀,在前驱体中引入铜和铝,提升了空气稳定性的同时还提升了晶体结构的稳定性,从而可以得到稳定性良好的层状氧化物正极材料,提升了正极材料的循环性能。
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前驱体材料,所述钠离子前驱体材料包括镍铁铜铝氢氧化物。
本发明提供的镍铁铜铝氢氧化物前驱体材料,元素分布均匀,镍铁铜铝元素协同配合,相互作用,利用铜的变价增加材料的容量,同时提升材料的空气稳定性,而铝元素的引入又可以稳定前驱体材料的晶格框架结构,从而可以得到稳定性良好的层状氧化物正极材料,提升了正极材料的循环性能。
本发明中镍铁铜铝元素相互配合,铝铜元素要同时存在,如果前驱体材料中不包含铜元素,会导致材料容量降低,而如果不含有铝元素,会影响材料的结构稳定性。
优选地,所述镍铁铜铝氢氧化物的化学通式为NiaFebCucAld(OH)2,其中0.3≤a≤0.8,0<b≤0.5,0<c≤0.5,0<d≤0.3,a+b+c+d=1。
例如,所述a可以为0.3、0.4、0.5、0.6、0.7或0.8等,所述b可以为0.001、0.005、0.01、0.05、0.1、0.2、0.3、0.4或0.5等,所述c可以为0.001、0.005、0.01、0.05、0.1、0.2、0.3、0.4或0.5等,所述d可以为0.001、0.005、0.01、0.05、0.1、0.15、0.2、0.25或0.3等。
优选地,所述NiaFebCucAld(OH)2中,0.3≤a≤0.8,0.2≤b≤0.4,0.1≤c≤0.2,0.1≤c≤0.2。
例如,所述a可以为0.3、0.4、0.5、0.6、0.7或0.8等,所述b可以为0.2、0.25、0.3、0.35或0.4等,所述c可以为0.1、0.13、0.15、0.18或0.2等,所述d可以为0.1、0.13、0.15、0.18或0.2等。
第二方面,本发明提供一种如第一方面所述的钠离子前驱体材料的制备方法,所述制备方法包括以下步骤:
将镍铁混合盐溶液、铜盐溶液、铝盐溶液、沉淀剂溶液和第一络合剂溶液并流加入底液中,共沉淀反应,得到所述钠离子前驱体材料;
其中,所述铜盐溶液中包括第二络合剂;所述底液中进行了去氧化处理。
本发明采用共沉淀法,制备得到了元素均匀分布且结构稳定的钠离子前驱体材料,制备过程中,底液中进行了去氧化处理,避免了共沉淀过程中金属离子被氧化,同时铝盐与铜盐相互影响,避免了铜偏析以及铝单独成相的情况,同时,在铜盐中加入了第二络合剂,得到了铜络合溶液,起到了稳定铜元素的作用,而如果铜盐溶液中不加入第二络合剂溶液,则无法实现铜元素的均匀共沉淀。
优选地,所述镍铁混合盐溶液的摩尔浓度为0.1~5mol/L,例如0.1mol/L、0.5mol/L、1mol/L、2mol/L、3mol/L、4mol/L或5mol/L等。
优选地,所述镍铁混合盐溶液中的镍盐包括硫酸镍、硝酸镍或氯化镍中的任意一种或至少两种的组合。
优选地,所述镍铁混合盐溶液中的铁盐为硫酸亚铁、硝酸亚铁或氯化亚铁中的任意一种或至少两种的组合。
优选地,所述铜盐溶液中的第二络合剂包括氨水、氟化钠、柠檬酸钠、乳酸钠、EDTA二钠或焦磷酸钠中任意一种或至少两种的组合。
本发明中,铜盐与第二络合剂先络合,可以得到稳定的铜溶液,在共沉淀反应过程有利于形成均匀的共沉淀化合物。
优选地,所述铜盐溶液中第二络合剂与铜的摩尔比为(1~4):1,例如1:1、1.5:1、2:1、2.5:1、3:1、3.5:1或4:1等。
本发明中,铜盐溶液中第二络合剂与铜的摩尔比过小,即第二络合剂加入过少,会影响铜溶液的络合效果,而摩尔比过大,即第二络合剂加入过多,又会导致在共沉淀体系引入过多杂质,增加后续除杂工艺的工程量。
优选地,所述铝盐溶液包括硫酸铝溶液和/或偏铝酸钠溶液,优选为偏铝酸钠溶液。
本发明提供的制备方法中,铝盐选用偏铝酸钠,可更好地实现铝相的共沉淀,而其他的铝盐类型,如硫酸铝,则可能会出现铝相偏析,影响沉淀的均匀性。
优选地,所述铝盐溶液为偏铝酸钠溶液中,其中还包括第三络合剂。
本发明中,偏铝酸钠溶液中加入络合剂形成铝盐的络合物,与铜盐络合物互相作用,确保共沉淀的均匀和稳定。
优选地,所述第三络合剂在铝盐溶液中的摩尔浓度为0.1~1mol/L,例如0.1mol/L、0.5mol/L、1mol/L、2mol/L、3mol/L、4mol/L、5mol/L、6mol/L、7mol/L、8mol/L、9mol/L或10mol/L等。
本发明中,不对铝盐的摩尔浓度进行特殊限定,依据实际需要保证第三络合剂浓度即可。
优选地,所述第三络合剂包括氨水、氟化钠、柠檬酸钠、乳酸钠、EDTA二钠或焦磷酸钠中的任意一种或至少两种的组合。
优选地,所述沉淀剂包括氢氧化钠。
优选地,所述第一络合剂包括氨水。
优选地,所述底液中的pH值为7.5~12,例如7.5、8、8.5、9、9.5、10、10.5、11、11.5或12等。
优选地,所述底液中氨水的质量浓度为0.1~10g/L,例如0.1g/L、0.5g/L、1g/L、2g/L、3g/L、4g/L、5g/L、6g/L、7g/L、8g/L、9g/L或10g/L等。
本发明提供的底液,通过调控碱液以及络合剂的加入量,控制其pH值以及氨水浓度在上述范围即可。
优选地,所述去氧化处理包括进行物理除氧和/或在底液中加入还原剂。
本发明中的物理除氧包括但不限于通入高纯氮气或采用除氧机进行除氧等,将氧气含量控制在金属离子不易被氧化的范围内即可。
优选地,所述共沉淀反应的温度为25~65℃,例如25℃、30℃、35℃、40℃、45℃、50℃、55℃、60℃或65℃等。
优选地,所述共沉淀反应过程中的pH值为7.5~12,例如7.5、8、8.5、9、9.5、10、10.5、11、11.5或12等。
优选地,所述共沉淀反应的搅拌速度为100~1500rpm,例如100rpm、200rpm、300rpm、400rpm、500rpm、600rpm、700rpm、800rpm、900rpm、1000rpm、1100rpm、1200rpm、1300rpm、1400rpm或1500rpm等。
本发明在共沉淀过程中,通过上述反应参数的配合作用,得到了元素分布均匀且结构稳定的钠离子前驱体材料。
作为优选的技术方案,所述制备方法包括以下步骤:
将摩尔浓度为0.1~5mol/L的镍铁混合盐溶液、铜盐溶液、偏铝酸钠溶液、沉淀剂溶液和第一络合剂溶液并流加入pH值为7.5~12以及氨水的质量浓度为0.1~10g/L的底液中,保持pH值为7.5~12的条件下,在25~65℃下以100~1500rpm的搅拌速度进行共沉淀反应,得到所述钠离子前驱体材料;
其中,所述铜盐溶液中包括第二络合剂,第二络合剂与铜的摩尔比为(1~4):1;所述偏铝酸钠溶液中包括摩尔浓度为0.1~1mol/L的第三络合剂;所述底液中进行了去氧化处理。
第三方面,本发明提供一种钠离子氧化物正极材料,所述钠离子氧化物正极材料由如第一方面所述的钠离子前驱体材料与钠源混合烧结后得到。
优选地,所述钠离子前驱体材料与钠源中的钠的摩尔比为1:(1~1.2),例如1:1、1:1.05、1:1.1、1:1.15或1:1.2等。
优选地,所述烧结的温度为400~1300℃,例如400℃、500℃、600℃、700℃、800℃、900℃、1000℃、1100℃、1200℃或1300℃等。
优选地,所述烧结的时间为8~48h,例如8h、12h、15h、18h、20h、23h、25h、28h、30h、33h、35h、38h、40h、43h、45h或48h等。
第四方面,本发明还提供一种钠离子电池,所述钠离子电池包括如第三方面所述的钠离子氧化物正极材料。
与现有技术相比,本发明具有以下有益效果:
(1)本发明提供的镍铁铜铝氢氧化物前驱体材料,元素分布均匀,镍铁铜铝元素协同配合,相互作用,利用铜的变价增加材料的容量,同时提升材料的空气稳定性,而铝元素的引入又可以稳定前驱体材料的晶格框架结构,从而可以得到稳定性良好的层状氧化物正极材料,提升了正极材料的循环性能。钠离子电池中的正极材料由本发明提供的前驱体材料制备得到,且前驱体制备过程中,铝盐选用带有第三络合剂的偏铝酸钠溶液,同时调控铜盐与第二络合剂的摩尔比,电池在2.0-4.0V内进行恒电流充放电测试,前三圈倍率为0.1C,随后调整倍率为1C,循环200圈后的容量保持率可达89.1%以上。
(2)本发明在制备过程中,底液中进行了去氧化处理,避免了共沉淀过程中金属离子被氧化,同时铝盐与铜盐相互影响,避免了铜偏析以及铝单独成相的情况,同时,在铜盐中加入了第二络合剂,从而得到了元素均匀分布且结构稳定的钠离子前驱体材料。
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前驱体材料,所述钠离子前驱体材料的化学式为Ni0.6Fe0.2Cu0.1Al0.1(OH)2
所述钠离子前驱体材料的制备方法如下:
(1)配制总金属浓度为0.6mol/L的金属离子溶液A,其中镍铁的摩尔比为60:20,所用镍铁的金属溶液依次为硫酸镍和硫酸亚铁;配制溶液B,将硫酸铝和过量氢氧化钠溶液混合,配制得到摩尔浓度为0.3mol/L的偏铝酸钠溶液,将偏铝酸钠溶液与0.3mol/L的氨水混合,得到溶液B;将0.3mol/L的硫酸铜溶液与0.6mol/L的氨水混合,得到溶液C(第二络合剂与铜的摩尔比为2:1);
(2)反应前在反应容器中配制底液,通过加入氢氧化钠溶液和氨水,直至反应底液pH为9.5~10,氨浓度为4g/L,配底液至反应结束需持续通入纯度99.999%的高纯氮气,按金属摩尔比Ni:Fe:Cu:Al=6:2:1:1的计量保证溶液A、溶液B和溶液C以同时添加到底液中开始反应,同时加入氨水和液碱,利用氨水和液碱控制反应过程中的pH值范围在9.8左右,氨浓度为4g/L,反应过程中的温度控制在45℃,搅拌速度控制在400rpm,待四元前驱体的反应粒径D50达到6μm后,暂停进料,将所得四元前驱体溶液,静置陈化6h,经过洗涤、离心、干燥等工序后,在真空冷冻干燥机干燥12h,得到所述钠离子前驱体材料Ni0.6Fe0.2Cu0.1Al0.1(OH)2
实施例2
本实施例提供一种钠离子前驱体材料,所述钠离子前驱体材料的化学式为Ni0.3Fe0.3Cu0.2Al0.2(OH)2
所述钠离子前驱体材料的制备方法如下:
(1)配制总金属浓度为0.6mol/L的金属离子溶液A,其中镍铁的摩尔比为1:1,所用镍铁的金属溶液依次为硫酸镍和硫酸亚铁;配制溶液B,将硫酸铝和过量氢氧化钠溶液混合,配制得到摩尔浓度为0.5mol/L的偏铝酸钠溶液,将偏铝酸钠溶液与0.5mol/L的氨水混合,得到溶液B;将0.5mol/L的硫酸铜溶液与0.5mol/L的氨水混合,得到溶液C(第二络合剂与铜的摩尔比为1:1);
(2)反应前在反应容器中配制底液,通过加入氢氧化钠溶液和氨水,直至反应底液pH为9.5~10,氨浓度为6g/L,配底液至反应结束需持续通入纯度99.999%的高纯氮气,按金属摩尔比Ni:Fe:Cu:Al=3:3:2:2的计量保证溶液A、溶液B和溶液C以同时添加到底液中开始反应,同时加入氨水和液碱,利用氨水和液碱控制反应过程中的pH值范围在11左右,氨浓度为5g/L,反应过程中的温度控制在65℃,搅拌速度控制在250rpm,待四元前驱体的反应粒径D50达到5μm后,暂停进料,将所得四元前驱体溶液,静置陈化6h,经过洗涤、离心、干燥等工序后,在真空冷冻干燥机干燥12h,得到所述钠离子前驱体材料Ni0.3Fe0.3Cu0.2Al0.2(OH)2
实施例3
本实施例提供一种钠离子前驱体材料,所述钠离子前驱体材料的化学式为Ni0.6Fe0.2Cu0.1Al0.1(OH)2
所述钠离子前驱体材料的制备方法如下:
(1)配制总金属浓度为0.6mol/L的金属离子溶液A,其中镍铁的摩尔比为60:20,所用镍铁的金属溶液依次为硫酸镍和硫酸亚铁;配制溶液B,将硫酸铝和过量氢氧化钠溶液混合,配制得到摩尔浓度为0.3mol/L的偏铝酸钠溶液,将偏铝酸钠溶液与0.3mol/L的氨水混合,得到溶液B;将0.3mol/L的硫酸铜溶液与1.2mol/L的氟化钠(第二络合剂)混合,得到溶液C(第二络合剂与铜的摩尔比为4:1);
(2)反应前在反应容器中配制底液,通过加入氢氧化钠溶液和氨水,直至反应底液pH为8,氨浓度为2g/L,配底液至反应结束需持续通入纯度99.999%的高纯氮气,按金属摩尔比Ni:Fe:Cu:Al=6:2:1:1的计量保证溶液A、溶液B和溶液C以同时添加到底液中开始反应,同时加入氨水和液碱,利用氨水和液碱控制反应过程中的pH值范围在8左右,氨浓度为2g/L,反应过程中的温度控制在45℃,搅拌速度控制在400rpm,待四元前驱体的反应粒径D50达到6μm后,暂停进料,将所得四元前驱体溶液,静置陈化6h,经过洗涤、离心、干燥等工序后,在真空冷冻干燥机干燥12h,得到所述钠离子前驱体材料Ni0.6Fe0.2Cu0.1Al0.1(OH)2
实施例4
本实施例与实施例1的区别为,本实施例步骤(1)中溶液B为硫酸铝溶液,且不含有氨水。
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(1)的偏铝酸钠溶液中不含有氨水(第三络合剂)。
其余制备方法与参数与实施例1保持一致。
实施例6
本实施例与实施例1的区别为,本实施例步骤(1)的溶液C中的氨水的摩尔浓度为1.5mol/L(第二络合剂与铜的摩尔比为5:1)。
其余制备方法与参数与实施例1保持一致。
实施例7
本实施例与实施例1的区别为,本实施例步骤(1)的溶液C中的氨水的摩尔浓度为0.15mol/L(第二络合剂与铜的摩尔比为0.5:1)。
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,本对比例步骤(1)的溶液C中不加入第二络合剂。
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,本对比例制备过程中不加入铜盐溶液,钠离子前驱体材料的化学式为Ni0.7Fe0.2Cu0.1(OH)2
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,本对比例制备过程中不加入铜盐溶液,钠离子前驱体材料的化学式为Ni0.7Fe0.2Al0.1(OH)2
其余制备方法与参数与实施例1保持一致。
将实施例1-7与对比例1-3提供的钠离子四元前驱体与氢氧化钠按照1:1.05的比例混合,在800℃煅烧24h,得到四元正极材料,将该材料与SP(炭黑导电剂)、CNT(碳纳米管)、PVDF(聚偏氟乙烯)混合,其中,控制所述材料、SP+CNT、PVDF的质量比为90:5:5,用NMP(N甲基吡咯烷酮)为溶剂,经制浆搅拌数小时,浆料涂覆于铝箔表面,制得钠离子电池正极极片。
将实施例1-7与对比例1-3提供的正极极片作为正极,钠片作为对电极,半电池中负极采用钠金属做对电极,电解质是1mol/LNaPF6溶解于EC:PC:DMC=1:1:1(体积比)溶剂中,制备得到扣式钠电池,对上述电池进行电化学性能测试,在电压范围2.0-4.0V内进行恒电流充放电测试,前三圈倍率为0.1C,随后倍率为1C,试验共进行200圈,测试不同材料的容量保持率,试验结果如表1所示。
表1
容量保持率(%)
实施例1 91.6
实施例2 93.4
实施例3 89.1
实施例4 66.7
实施例5 68.6
实施例6 78.9
实施例7 65.3
对比例1 61.2
对比例2 68.9
对比例3 63.7
从实施例1与实施例4的数据结果可知,铝盐溶液中选用非偏铝酸钠溶液时,容易出现铝相偏析的问题,进而影响材料的电化学性能。
从实施例1与实施例5的数据结果可知,偏铝酸钠作为铝盐溶液时,不加入第三络合剂,会导致铝相沉淀不均匀,影响正极材料的循环性能。
从实施例1与实施例6和7的数据结果可知,铜盐溶液中,第二络合剂与铜的摩尔比过大,会引入过多杂质相进而影响材料性能,而摩尔比过小,又会导致铜相络合不完全,同样会影响最终电化学性能。
从实施例1与对比例1的数据结果可知,铜盐溶液中不加入第二络合剂,则不能实现铜相在体系中均匀共沉淀,影响正极材料的电化学性能。
从实施例1与对比例2和3的数据结果可知,钠离子前驱体材料中,铜铝元素互相影响,与镍铁元素配合,能提升正极材料结构稳定性,提升材料循环性能。
综上所述,本发明通过共沉淀法制备得到了镍铁铜铝氢氧化物前驱体材料,元素分布均匀,制备过程中,底液中进行了去氧化处理,避免了共沉淀过程中金属离子被氧化,同时铝盐与铜盐相互影响,避免了铜偏析以及铝单独成相的情况,同时,在铜盐中加入了第二络合剂,使得元素均匀分布,镍铁铜铝元素协同配合,相互作用,利用铜的变价增加材料的容量,同时提升材料的空气稳定性,而铝元素的引入又可以稳定前驱体材料的晶格框架结构,从而可以得到稳定性良好的层状氧化物正极材料,提升了正极材料的循环性能。电池中的正极材料由本发明提供的前驱体材料制备得到,且前驱体制备过程中,铝盐选用带有第三络合剂的偏铝酸钠溶液,同时调控铜盐与第二络合剂的摩尔比,电池在2.0-4.0V内进行恒电流充放电测试,前三圈倍率为0.1C,随后调整倍率为1C,循环200圈后的容量保持率可达89.1%以上。
以上所述的具体实施例,对本发明的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明,所应理解的是,以上所述仅为本发明的具体实施例而已,并不用于限制本发明,凡在本发明的精神和原则之内,所做的任何修改、等同替换、改进等,均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种钠离子前驱体材料,其特征在于,所述钠离子前驱体材料包括镍铁铜铝氢氧化物。
2.根据权利要求1所述的钠离子前驱体材料,其特征在于,所述镍铁铜铝氢氧化物的化学通式为NiaFebCucAld(OH)2,其中0.3≤a≤0.8,0<b≤0.5,0<c≤0.5,0<d≤0.3,a+b+c+d=1;
优选地,所述NiaFebCucAld(OH)2中,0.3≤a≤0.8,0.2≤b≤0.4,0.1≤c≤0.2,0.1≤c≤0.2。
3.一种如权利要求1或2所述的钠离子前驱体材料的制备方法,其特征在于,所述制备方法包括以下步骤:
将镍铁混合盐溶液、铜盐溶液、铝盐溶液、沉淀剂溶液和第一络合剂溶液并流加入底液中,共沉淀反应,得到所述钠离子前驱体材料;
其中,所述铜盐溶液中包括第二络合剂;所述底液中进行了去氧化处理。
4.根据权利要求3所述的钠离子前驱体材料的制备方法,其特征在于,所述镍铁混合盐溶液的摩尔浓度为0.1~5mol/L;
优选地,所述镍铁混合盐溶液中的镍盐包括硫酸镍、硝酸镍或氯化镍中的任意一种或至少两种的组合;
优选地,所述镍铁混合盐溶液中的铁盐为硫酸亚铁、硝酸亚铁或氯化亚铁中的任意一种或至少两种的组合;
优选地,所述铜盐溶液中的第二络合剂包括氨水、氟化钠、柠檬酸钠、乳酸钠、EDTA二钠或焦磷酸钠中任意一种或至少两种的组合;
优选地,所述铜盐溶液中第二络合剂与铜的摩尔比为(1~4):1;
优选地,所述铝盐溶液包括硫酸铝溶液和/或偏铝酸钠溶液,优选为偏铝酸钠溶液;
优选地,所述铝盐溶液为偏铝酸钠溶液中,其中还包括第三络合剂;
优选地,所述第三络合剂在铝盐溶液中的摩尔浓度为0.1~1mol/L;
优选地,所述第三络合剂包括氨水、氟化钠、柠檬酸钠、乳酸钠、EDTA二钠或焦磷酸钠中的任意一种或至少两种的组合。
5.根据权利要求3或4所述的钠离子前驱体材料的制备方法,其特征在于,所述沉淀剂包括氢氧化钠;
优选地,所述第一络合剂包括氨水;
优选地,所述底液中的pH值为7.5~12;
优选地,所述底液中氨水的质量浓度为0.1~10g/L;
优选地,所述去氧化处理包括进行物理除氧和/或在底液中加入还原剂。
6.根据权利要求3-5任一项所述的钠离子前驱体材料的制备方法,其特征在于,所述共沉淀反应的温度为25~65℃;
优选地,所述共沉淀反应过程中的pH值为7.5~12;
优选地,所述共沉淀反应的搅拌速度为100~1500rpm。
7.根据权利要求3-6任一项所述的钠离子前驱体材料的制备方法,其特征在于,所述制备方法包括以下步骤:
将摩尔浓度为0.1~5mol/L的镍铁混合盐溶液、铜盐溶液、偏铝酸钠溶液、沉淀剂溶液和第一络合剂溶液并流加入pH值为7.5~12以及氨水的质量浓度为0.1~10g/L的底液中,保持pH值为7.5~12的条件下,在25~65℃下以100~1500rpm的搅拌速度进行共沉淀反应,得到所述钠离子前驱体材料;
其中,所述铜盐溶液中包括第二络合剂,第二络合剂与铜的摩尔比为(1~4):1;所述偏铝酸钠溶液中包括摩尔浓度为0.1~1mol/L的第三络合剂;所述底液中进行了去氧化处理。
8.一种钠离子氧化物正极材料,其特征在于,所述钠离子氧化物正极材料由如权利要求1或2所述的钠离子前驱体材料与钠源混合烧结后得到。
9.根据权利要求8所述的钠离子氧化物正极材料,其特征在于,所述钠离子前驱体材料与钠源中的钠的摩尔比为1:(1~1.2);
优选地,所述烧结的温度为400~1300℃;
优选地,所述烧结的时间为8~48h。
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8或9所述的钠离子氧化物正极材料。
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