[发明专利]一种钠离子电池前驱体材料、正极材料以及制备方法

权利要求书

1.一种钠离子电池正极材料的前驱体材料，其特征在于，所述前驱体材料内部掺杂铋元素，表面包覆钴元素，化学通式为Mn_xNi_yBi_z(OH)₂@Co(OH)₂，其中x+y+z=1，0.5≤x0.9，0.1≤y0.5。

2.如权利要求1所述的钠离子电池正极材料的前驱体材料，其特征在于，所述前驱体材料的粒度D₅₀为8~15μm，振实密度为1.90~2.80g/cm³。

3.一种钠离子电池正极材料的前驱体材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

（1）溶液配制：配制络合剂溶液A、沉淀剂溶液B、富锰的锰、镍的混合盐溶液C、铋盐溶液D、钴盐溶液E；

（2）第一反应釜、第二反应釜底液配制：将络合剂溶液A、沉淀剂溶液B和纯水混合后分别投入两个反应釜中；通入氮气控制两个反应釜内的氧气浓度小于0.5%；

（3）共沉淀反应：将络合剂溶液A、沉淀剂溶液B、混合盐溶液C和铋盐溶液D同时通入第一反应釜底液中进行共沉淀反应，反应浆料陈化后得到浆料F；

（4）湿法包覆：浆料F经固液分离后，固相转移至第二反应釜中，通入钴盐溶液E，进行钴元素的包覆；

（5）分离提纯：包覆完成后，将步骤（4）的反应浆料进行过滤，滤饼经洗涤、烘干、过筛、除铁，得到铋掺杂、钴包覆的钠离子电池正极材料的前驱体材料。

4.如权利要求3所述的制备方法，其特征在于，步骤（2）中，所述的第一、第二反应釜的搅拌都采用平直式涡轮叶轮外加导流筒结构。

5.如权利要求3所述的制备方法，其特征在于，在第一反应釜和第二反应釜之间设置一级精密过滤器。

6.如权利要求3-5任一项所述的制备方法，其特征在于，步骤（3）中，第一反应釜进行共沉淀反应的参数控制为：反应体系的pH值为9.0~12.5，温度为50~70℃，络合剂浓度为9~17g/L，搅拌转速为450~650rpm，固含量为120~180g/L。

7.如权利要求3-5任一项所述的制备方法，其特征在于，步骤（4）中，湿法包覆的参数控制为：反应体系的pH值为10.0~12.8，温度为50~70℃，络合剂浓度为9~17g/L，搅拌转速为450~650rpm。

8.一种钠离子电池的正极材料，其特征在于，所述正极材料内部掺杂铋元素，表面包覆钴的化合物，化学通式为NaMn_xNi_yBi_zO₂@CoO，其中x+y+z=1，0.5≤x0.9，0.1≤y0.5。

9.如权利要求8所述的钠离子电池的正极材料，其特征在于，由权利要求1-2任一项所述的钠离子电池正极材料的前驱体材料或权利要求3-7任一项所述的制备方法制备得到的钠离子电池正极材料的前驱体材料混钠烧结而成。

10.如权利要求9所述的钠离子电池的正极材料，其特征在于，所述的烧结工艺为：氧气的流量为0.10~10.0 L/min，在400~450℃预烧结2~5h，再以1~5℃/min的升温速率升温至850~1000℃烧结12~18h。