一种钠离子电池正极材料及其制备方法、钠离子电池

技术领域

本发明涉及钠离子电池技术领域，尤其是涉及一种钠离子电池正极材料及其制备方法、钠离子电池。

背景技术

近年来，健康有序发展锂离子电池、钠离子电池等新型储能电池尤为重要，以应对日益严重的能源危机以及环境问题。目前，具有高灵活性、低成本和环境友好优势的以可充电电池为代表的电化学储能技术发挥了至关重要的作用。

其中，钠离子电池的能量密度相对较低，尽管层状氧化物正极材料有着较高的理论容量，但提高充电截止电压会带来金属溶出、电解液分解等问题。近年来，钠离子电池正极材料的性能经过十几年的发展，得到了明显的提升。然而，钠离子电池正极材料在获得性能提升的同时，其较差的循环稳定性成为了限制其大规模应用的瓶颈问题。

基于此，亟需一种新型的钠离子电池正极材料，以平衡电池容量和循环稳定性。

发明内容

本发明所要解决的第一个技术问题是：

提供一种钠离子电池正极材料。

本发明所要解决的第二个技术问题是：

提供一种所述钠离子电池正极材料的制备方法。

本发明所要解决的第三个技术问题是：

所述钠离子电池正极材料的应用。

为了解决所述第一个技术问题，本发明采用的技术方案为：

一种钠离子电池正极材料，所述钠离子电池正极材料包括化合物1和化合物2；

其中，化合物1的化学式为：Na

M包括La、Zn、Li和Co中的至少一种；

0.8≤x≤1.2，0.2＜y≤2；1≤z≤4；

化合物2为钠盐。

根据本发明的实施方式，所述技术方案中的一个技术方案至少具有如下优点或有益效果之一：

1.所述钠离子电池正极材料，包括化合物1，化合物1的化学式为：Na

2.所述钠离子电池正极材料，包括化合物2，化合物2为钠盐。钠盐的添加，使得所述钠离子电池正极材料能够在电池充电过程中脱出足量的钠离子以用于补充负极为形成SEI膜所消耗的钠离子，而在电池放电过程中因较低的首效而不会接受大量的钠离子，从而提高电池的容量。

根据本发明的一种实施方式，所述1≤x≤1.2。

根据本发明的一种实施方式，所述1≤y≤1.5。

根据本发明的一种实施方式，所述2≤z≤3。

根据本发明的一种实施方式，所述化合物1和化合物2的重量份比为1-3：3-10。

根据本发明的一种实施方式，所述钠盐为过渡金属钠盐、叠氮钠和酰肼类钠盐中的至少一种。

为了解决所述第二个技术问题，本发明采用的技术方案为：

一种制备所述钠离子电池正极材料的方法，包括以下步骤：

混合钠源、M源、和镍源，经煅烧，冷却后加入所述化合物2，得到所述钠离子电池正极材料。

一种钠离子电池，包括负极、隔膜、电解液和所述的一种钠离子电池正极材料。

根据本发明的一种实施方式，所述负极包括石墨、对苯二甲酸二钠和NaTiOPO

本发明的另一个方面，还涉及所述钠离子电池正极材料在电池中的应用。包括如上述第1方面实施例所述的钠离子电池正极材料。由于该应用采用了上述钠离子电池正极材料的全部技术方案，因此至少具有上述实施例的技术方案所带来的所有有益效果。

本发明的另一个方面，还涉及所述钠离子电池正极材料在电器设备中的应用。包括如上述第1方面实施例所述的钠离子电池正极材料。由于该应用采用了上述钠离子电池正极材料的全部技术方案，因此至少具有上述实施例的技术方案所带来的所有有益效果。

本发明的其它特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本发明而了解。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明的范围。

本发明所采用的试剂、方法和设备，如无特殊说明，均为本技术领域常规试剂、方法和设备。

实施例1

一种钠离子电池正极材料，所述钠离子电池正极材料包括化合物1和化合物2；

其中，化合物1的化学式为：Na

化合物2为钠盐。

一种制备所述钠离子电池正极材料的方法，包括以下步骤：

S1混合硝酸钠、氧化镍和氧化锌，经球磨后，置于管式炉内，在900℃下煅烧24小时，冷却后加入钠盐，得到钠离子电池正极材料。

一种钠离子电池，包括石墨负极、隔膜、电解液和所述的钠离子电池正极材料。

所述电解液包括重量份比为1：2的碳酸亚乙烯酯和1,3-丙烷磺酸内酯。

实施例2

一种钠离子电池正极材料，所述钠离子电池正极材料包括化合物1和化合物2；

其中，化合物1的化学式为：Na

化合物2为钠盐。

一种制备所述钠离子电池正极材料的方法，包括以下步骤：

S1混合硝酸钠、氧化镍和氧化锂，经球磨后，置于管式炉内，在900℃下煅烧24小时，冷却后加入钠盐，得到钠离子电池正极材料。

一种钠离子电池，包括石墨负极、隔膜、电解液和所述的钠离子电池正极材料。

所述电解液包括重量份比为1：2的碳酸亚乙烯酯和1,3-丙烷磺酸内酯。

实施例3

一种钠离子电池正极材料，所述钠离子电池正极材料包括化合物1和化合物2；

其中，化合物1的化学式为：Na

化合物2为钠盐。

一种制备所述钠离子电池正极材料的方法，包括以下步骤：

混合硝酸钠、氧化镍和氧化钴，经球磨后，置于管式炉内，在900℃下煅烧24小时，冷却后加入钠盐，得到钠离子电池正极材料。

一种钠离子电池，包括石墨负极、隔膜、电解液和所述的钠离子电池正极材料。

所述电解液包括重量份比为1：2的碳酸亚乙烯酯和1,3-丙烷磺酸内酯。

对比例

一种钠离子电池正极材料，所述钠离子电池正极材料包括化合物1；

其中，化合物1的化学式为：Na

一种制备所述钠离子电池正极材料的方法，包括以下步骤：

混合硝酸钠、氧化镍和氧化锌，经球磨后，置于管式炉内，在900℃下煅烧24小时，冷却后得到钠离子电池正极材料。

一种钠离子电池，包括石墨负极、隔膜、电解液和所述的钠离子电池正极材料。

所述电解液包括重量份比为1：2的碳酸亚乙烯酯和1,3-丙烷磺酸内酯。

性能测试：

取实施例1-2与对比例的电池，进行以下测试，测试结果如表1所示。

表1

以上仅为本发明的实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书内容所作的等同变换，或直接或间接运用在相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。