[发明专利]一种钠离子电池正极材料及制备方法

说明书

本发明实施例公开了一种钠离子电池正极材料及制备方法。一种钠离子电池正极材料以锰酸锂(LiMnsubgt;2/subgt;Osubgt;4/subgt;)为内核材料，以Nasubgt;2/subgt;MnPsubgt;2/subgt;Osubgt;7/subgt;、Nasubgt;3.12/subgt;Mnsubgt;2.44/subgt;(Psubgt;2/subgt;Osubgt;7/subgt;)subgt;2/subgt;、Nasubgt;4/subgt;Mnsubgt;3/subgt;(POsubgt;4/subgt;)subgt;2/subgt;Psubgt;2/subgt;Osubgt;7/subgt;、Nasubgt;7/subgt;Mnsubgt;4.5/subgt;(Psubgt;2/subgt;Osubgt;7/subgt;)subgt;4/subgt;、Nasubgt;3/subgt;Mnsubgt;2/subgt;(POsubgt;4/subgt;)subgt;3/subgt;中的一种或多种为外壳材料，所述内核材料与外壳材料的质量比为5～95：95～5。本发明提供的钠离子电池正极材料具有克容量高、压实密度高、低成本、环境友好的优点，可以大规模生产与推广。

技术领域

本发明实施例涉及钠离子电池技术领域，具体涉及一种钠离子电池正极材料及制备方法，更具体地，涉及一种钠离子电池用核壳结构的聚阴离子磷酸盐正极材料及其制备方法。

背景技术

工业助力社会飞速发展，而化石能源作为工业粮食保障工业生产的同时，也带来了些许环境及其它方面的问题。如今因化石燃料过度使用而衍生的环境问题已不容小觑，且可能出现的能源危机也会对社会产生巨大影响。因此，为了避免进一步的环境恶化及可能出现的能源匮乏，各国也纷纷对新能源及其配套设施给予了高度关注。电池储能具有便携性及高效性，同时，它也是构建可再生能源的配套体系的关键点之一。因此，电池储能的研究对环境问题的解决及能源危机的防止有较大的积极作用。归因于锂电池材料的成功开发及国家扶持，锂电池应用的市场化也大获成功。然而，由于锂离子电池相关活性物质资源稀缺，电池成本始终居高不下，同时面临相关资源枯竭等严峻问题。随着锂资源及镍、钴、等贵金属的开发，锂离子电池生产成本持续升高，严重制约了新能源车辆及电池储能市场的推广与应用。寻求资源丰富、低成本、绿色环保、安全的电池技术解决方案依然是首要解决的问题。锂资源需求的快速增长，迫使科研人员把目光投向了地壳丰度更高的钠资源及钠离子电池，相较之下的钠离子电池价格低、丰度较高且受地域限制少，此类实际优势使得钠电的开发引人注目。钠离子电池和锂离子电池的工作原理基本相似，钠元素是地壳中储存丰富的金属元素之一，钠离子电池使用的材料均可采用廉价易得的材料，因此，钠离子电池是最具开发潜力的技术之一。但钠离子电池比能量低于锂离子电池，因此提升钠离子电池比能量与是当前需要解决的技术问题，也是为了破解新能源车辆及电池储能推广与应用的难题，而率先需要解决的问题。

钠离子二次电池正极材料主流的正极材料主要分为：层状过渡金属氧化物，普鲁士蓝以及聚阴离子材料三类。其中层状过渡金属氧化物可逆容量较低，含有铜、镍等贵金属，成本较高，且对水分敏感，因此很难规模化应用。普鲁士蓝化合物存在压实密度低，热稳定性较差的缺点，并且材料中存在有毒CN^-基团。