[发明专利]用于低温工作的两相锰基P2相钠离子电池正极材料及其制备方法

权利要求书

1.一种用于低温工作的两相锰基P2相钠离子电池正极材料，其特征在于，其组成的化学式为Na_xA_yNb_zMn_1-y-zO₂-NaNbO₃，其中A为Ni、Co、Fe、Mg、Zn、Li中的任意一种或任意二种以上金属元素，x为0～0.85，y为0～0.5，z为0～0.5；通过引入金属Nb，形成两相结构，分别为Na_xA_yNb_zMn_1-y-zO₂相和NaNbO₃相结构。

2.根据权利要求1所述用于低温工作的两相锰基P2相钠离子电池正极材料，其特征在于：在化学式中，x为0.67，y为0.32，z为0.04～0.1。

3.根据权利要求1所述用于低温工作的两相锰基P2相钠离子电池正极材料，其特征在于：所述低温工作的低温为≤0℃。

4.根据权利要求1所述用于低温工作的两相锰基P2相钠离子电池正极材料，其特征在于：所述低温工作的低温为≤-40℃。

5.一种权利要求1所述用于低温工作的两相锰基P2相钠离子电池正极材料的制备方法，其特征在于，采用如下方法中的任意一种方法：

方法一：采用氧化铌作为铌源材料，包括如下步骤：

a.以乙酸锰作为锰源材料，以乙酸A最为A源材料；称取乙酸锰、乙酸A混合溶于溶剂中，得到乙酸盐混合溶液，其中A为Ni、Co、Fe、Mg、Zn、Li中的任意一种金属元素或任意二种以上的金属元素；

b.称取碳酸钠作为钠源材料，并配成碳酸钠溶液；

c.将在所述步骤b中制备的碳酸钠溶液加入在所述步骤a中制备的乙酸盐混合溶液中，磁力搅拌至少6小时，再进行洗涤，洗涤完成后，烘干至少12小时，得到前驱体材料；

d.称取无水碳酸钠和氧化铌与在所述步骤c中已烘干的前驱体材料，经过球磨进行均匀混合，得到混合烧结料；然后将混合烧结料进行预烧结以及高温烧结，然后将烧结产物进行冷却，得到两相锰基P2相钠离子电池正极材料；

方法二：采用草酸铌作为铌源材料，包括如下步骤：

1)以乙酸锰作为锰源材料，以乙酸A最为A源材料；称取乙酸锰、乙酸A、草酸铌，一并混合溶于溶剂中，得到混合盐溶液；其中A为Ni、Co、Fe、Mg、Zn、Li中的任意一种金属元素或任意二种以上的金属元素；

2)称取柠檬酸钠作为钠源材料，并配成柠檬酸钠溶液；

3)将在所述步骤a中制备的混合盐溶液加入在所述步骤b中制备的柠檬酸钠溶液中，进行水浴搅拌混合，直至形成凝胶，再进行干燥，得到前驱体材料；

4)在所述步骤c中已烘干的前驱体材料作为烧结料，进行预烧结以及高温烧结，得到两相锰基P2相钠离子电池正极材料。

6.根据权利要求5所述用于低温工作的两相锰基P2相钠离子电池正极材料的制备方法，其特征在于：在所述方法一的步骤a中的乙酸锰、乙酸A和在所述步骤d中无水碳酸钠的摩尔比为(1-4)：(1-2)：1。

7.根据权利要求5所述用于低温工作的两相锰基P2相钠离子电池正极材料的制备方法，其特征在于：在所述方法一的步骤d中，在所述步骤c中已烘干的前驱体材料、无水碳酸钠和铌盐的质量比为100:36:(15-25)。

8.根据权利要求5所述用于低温工作的两相锰基P2相钠离子电池正极材料的制备方法，其特征在于：在所述方法一的步骤d中或在所述方法二的步骤4)中，在不低于500℃进行预烧结至少12h，然后以不低于5℃/min的速度升温到烧结温度，在不低于与900℃下进行高温烧结至少10h，从而得到两相锰基P2相钠离子电池正极材料。

9.根据权利要求5所述用于低温工作的两相锰基P2相钠离子电池正极材料的制备方法，其特征在于：所述溶剂采用去离子水。

10.根据权利要求5所述用于低温工作的两相锰基P2相钠离子电池正极材料的制备方法，其特征在于：在所述方法二的步骤a中的乙酸锰、乙酸A、草酸铌、柠檬酸钠的摩尔比为(1-4)：(0.5-2)：(0.0625-0.625)：1。