[发明专利]一种钠离子电池层状氧化物正极材料的修复方法

说明书

本发明公开了一种钠离子电池层状氧化物正极材料的修复方法。所述修复方法包括(1)将所述钠离子电池层状氧化物正极材料的粉体与助熔剂混合后静置，得混合材料；所述助熔剂包括助熔剂A和助熔剂B，所述助熔剂A和所述助熔剂B的摩尔比为1:1‑3:1，所述助熔剂A包括硝酸钠和/或氢氧化钠；所述助熔剂B包括碳酸钠和/或氯化钠；(2)将步骤(1)中所述混合材料进行干燥、煅烧后，冷却，得到修复好的钠离子电池层状氧化物正极材料。使用本发明所述修复方法修复的钠离子电池层状氧化物正极材料可以达到与同型号新制材料十分相近的电化学性质。

技术领域

本发明涉及电池材料领域，具体涉及一种钠离子电池层状氧化物正极材料的修复方法。

背景技术

随着智能电网、新能源汽车等新兴产业的快速崛起，规模储能技术变得越发重要，性能优异的锂离子电池收到广泛关注和应用。然而，由于锂钴等资源有限，使得锂离子电池在规模储能领域面临巨大挑战。因此，在发展廉价、绿色、安全的储能电池就显得尤为重要，具有资源优势和成本优势的钠离子电池是其中最重要的一个选择。

根据钠离子电池特征，研究人员设计开发出来高性能的层状氧化物正极材料，钠离子电池层状氧化物正极材料具有很好的应用潜力。但是，层状氧化物正极材料存在以下问题：1)吸湿性强，可以大量吸收空气中的水分导致其失效；2)电池在长循环后，正极材料结构容易坍塌，导致失去电化学活性。为了实现层状氧化物正极材料的高效资源化利用，进一步降低钠离子电池成本，需要对失效或失去电化学活性的层状氧化物正极材料进行电化学活性修复。

但由于钠元素比锂元素具有更强的活性，离子半径更大，因此，钠离子电池层状氧化物正极材料的吸湿性、表面碱性明显要大于锂离子电池层状氧化物正极材料。同时，钠离子更大的离子半径导致脱/嵌过程阻力更大。故现有的锂离子电池层状氧化物正极材料的修复方法无法简单转用至钠离子电池层状氧化物正极材料的修复中。

发明内容

针对现有技术中尚未有利用干法对钠离子电池层状氧化物正极材料进行修复的方法，本发明提供了一种钠离子电池层状氧化物正极材料的修复方法，所述方法简单、高效、绿色，具有重复性好、工艺简单的优点；使用本发明修复方法修复的钠离子电池层状氧化物正极材料可以达到与同型号新制钠离子电池层状氧化物正极材料十分相近的电化学性质。

为解决上述技术问题，本发明提供的技术方案之一为：一种钠离子电池层状氧化物正极材料的修复方法，包括以下步骤：

(1)将所述钠离子电池层状氧化物正极材料的粉体与助熔剂混合后静置，得混合材料；所述助熔剂包括助熔剂A和助熔剂B，所述助熔剂A和所述助熔剂B的摩尔比为1:1-3:1，所述助熔剂A包括硝酸钠和/或氢氧化钠；所述助熔剂B包括碳酸钠和/或氯化钠；其中A和B不具有特定含义，仅用于区分相同术语。

(2)将步骤(1)中所述混合材料进行干燥、煅烧后，冷却，得到修复好的钠离子电池层状氧化物正极材料。

本发明中，所述钠离子电池层状氧化物正极材料为相比于新制同型号钠离子电池层状氧化物正极材料，存在性能损失的钠离子电池层状氧化物正极材料，例如电池循环50次、200次、500次或1000次后的钠离子电池层状氧化物正极材料，或在空气中暴露1小时、5小时、10小时、15小时或1天以上钠离子电池层状氧化物正极材料。

本发明中，所述静置为本领域常规手段，优选为空气中静置。

本发明中，所述粉体为经本领域常规筛分、除杂和粉碎的常规钠离子电池层状氧化物正极材料。

较佳地，所述助熔剂选自以下组合：碳酸钠和硝酸钠、氢氧化钠和碳酸钠或硝酸钠和氯化钠。

较佳地，所述助熔剂与所述钠离子电池层状氧化物正极材料的摩尔比为1:0.1-1:0.3，优选1:0.1。