[发明专利]作为钠离子电池用阴极材料的钠层状氧化物

权利要求书

1.具有式(1)的钠和过渡金属的混合氧化物：

Na_x[Mn_aNi_bCo_c]O_2+y (1)

其中：

0.5≤x≤0.9

-0.1≤y≤0.1

a+b+c＝1

4a+2b+3c＝4-x+2y

0.30＜c≤0.5

0.35≤a≤0.55。

2.根据权利要求1的混合氧化物，其中0.60≤x≤0.80。

3.根据权利要求1的混合氧化物，其中0.65≤x≤0.75。

4.根据权利要求1至3的任一项的混合氧化物，其中c≥0.40。

5.根据权利要求1至3的任一项的混合氧化物，其中c≥0.45。

6.根据权利要求1至3的任一项的混合氧化物，其中0.40≤a≤0.45。

7.根据权利要求1至3的任一项的混合氧化物，其中0.05≤b≤0.25。

8.根据权利要求1至3的任一项的混合氧化物，其中0.10≤b≤0.15。

9.制备根据权利要求1至8的任一项的钠和过渡金属的混合氧化物的方法，包括步骤：

(a)制备含有Mn、Ni和Co的可溶性盐的混合物的水溶液1；

(b)制备含有可溶性钠源的水溶液2；

(c)将溶液1和2同时引入接收容器中以引起沉淀；

(d)回收在步骤(c)中得到的沉淀物，且任选地用蒸馏水洗涤该沉淀物；

(e)干燥通过步骤(d)得到的沉淀物；

(f)在惰性气氛中，以能实现根据权利要求1的式(1)的最终组合物所需的化学计量的量，使通过步骤(e)得到的干燥的材料与另外的钠源结合；

(g)在至少700℃且至多1000℃的温度煅烧通过步骤(f)得到的混合物至少1小时且至多24小时。

10.根据权利要求9的方法，其中步骤(c)中的接收容器预先提供有水。

11.根据权利要求9或10的方法，其中煅烧温度为至少800℃且至多900℃。

12.根据权利要求9或10的方法，其中煅烧时间为至少3小时且至多12小时。

13.根据权利要求9或10的方法，其中步骤(a)中记载的过渡金属盐包括硝酸盐。

14.根据权利要求9或10的方法，其中步骤(b)或(f)中记载的钠源包括碳酸钠(Na₂CO₃)。

15.钠离子二次电池用正极，包含根据权利要求1至8的任一项所述的钠和过渡金属的混合氧化物。

16.钠离子二次电池，其具有根据权利要求15所述的钠离子二次电池用正极、具有负极活性材料的负极和电解质。