钠离子电池用正极补钠材料及其制备方法和应用与流程

1.本发明涉及钠电池领域，具体涉及一种钠离子电池用正极补钠材料及其制备方法和应用。

背景技术：

2.钠资源极其丰富、价格低廉、分布广泛。以钠为基础的二次电池具有低成本优势。钠离子电池与锂离子电池工作原理类似，利用钠离子在正负极之间穿梭来实现充放电。由于钠离子半径大，无法嵌入石墨层中，故钠离子电池采用硬碳作为负极材料，钠离子嵌入硬碳负极的微孔以及介孔中并形成大量sei膜，导致过多消耗钠离子。从而使得钠离子电池首次库仑效率低，降低了钠离子电池能量密度。目前，会通过对钠离子电池进行补钠，以解决钠离子电池首次库仑效率低的问题。

3.目前，对于钠离子电池的补钠方法主要有将金属钠熔入负极、喷洒有机钠溶液到负极、正极添加剂补钠等。金属钠或有机钠溶液均直接使用金属钠，该工艺对制作环境要求极为严苛，难以大规模生产，存在安全隐患等问题。具有应用前景的补钠技术为正极添加剂补钠法，目前采用的添加正极补钠材料如磷化钠、碳酸钠、有机钠盐等，这些正极补钠添加剂补钠效率不高，与正极材料兼容性不好，对电池循环性能有负面影响。

4.有鉴于此，确有必要提供一种解决上述问题的技术方案。

技术实现要素：

5.本发明的目的之一在于：提供一种新型的钠离子电池用正极补钠材料，以解决目前的正极补钠添加剂补钠效率不高，与正极材料兼容性不好的问题，从而提升钠离子电池的循环性能。

6.为了实现上述目的，本发明采用以下技术方案：

7.一种钠离子电池用正极补钠材料，正极补钠材料的分子式为naafe

1-x-y-z

al

x

tiymgzo2，其中a、x、y、z为摩尔分数，0.8≤a≤1.5，0.05≤x≤0.3，0.05≤y≤0.3，0.05≤z≤0.3。

8.本发明的目的之二在于，提供一种上述所述的钠离子电池用正极补钠材料的制备方法，包括以下步骤：

9.s1、按照化学计量式称取钠源化合物、铁源化合物、铝源化合物、钛源化合物、镁源化合物进行预混合，得到预混合粉体；

10.s2、将所述预混合粉体、溶剂和分散剂加入到纳米砂磨机进行球磨，得到浆料；

11.s3、将所述浆料进行干燥，得到前驱体；然后将所述前驱体进行烧结，冷却，得到naafe

1-x-y-z

al

x

tiymgzo2的钠离子电池用正极补钠材料。

12.优选的，所述钠源化合物包括碳酸钠、氢氧化钠、草酸钠和硝酸钠中的一种或多种；所述铁源化合物包括碳酸铁、氧化铁、硝酸铁和草酸亚铁中的一种或多种；所述铝源化合物包括硝酸铝、氢氧化铝和氧化铝中的一种或多种；所述镁源化合物包括碳酸镁、氧化

镁、硝酸镁和草酸镁中的一种或多种；所述钛源化合物为纳米二氧化钛；所述纳米二氧化钛的一次粒径为200～500nm。

13.优选的，步骤s2中，所述预混合粉体与所述溶剂的质量比为1：(1～4)；所述分散剂的质量为所述溶剂质量的0.1～2％；所述球磨的时间为8～15h。

14.优选的，所述分散剂为聚丙烯酸铵、聚乙烯吡咯烷酮、聚乙二醇中的任意一种；所述溶剂为去离子水。

15.优选的，步骤s3中，所述干燥的温度为100～120℃，干燥时间为10～15h。

16.优选的，步骤s3中，所述烧结的温度为500～900℃，烧结时间为10～20h。

17.本发明的目的之三在于，提供一种正极片，包括正极集流体和涂覆于所述正极集流体至少一表面的正极活性物质层，所述正极活性物质层包括正极活性材料、导电剂、粘结剂和上述所述的正极补钠材料。

18.优选的，所述正极补钠材料的重量为所述正极活性材料重量的1～10％。

19.优选的，所述正极活性材料为层状氧化物正极材料、普鲁士蓝类正极材料、聚阴离子磷酸盐正极材料中的一种或多种。

20.本发明的目的之四在于，提供一种钠离子电池，包括正极片、负极片和间隔于所述正极片和所述负极片之间的隔膜，所述正极片为上述任一项所述的正极片。

21.相比于现有技术，本发明的有益效果在于：本发明提供的钠离子电池正极补钠材料，其含有铁、铝、钛、镁多种元素，通过多次试验筛选出上述物质进行混合制备，得到的新型补钠化合物与正极活性材料有良好的兼容性，在正极片中能够有效减少在首次充放电过程中的电池容量损失，从而有效提升了钠离子单体电池的能量密度和循环性能。此外，本发明的正极补钠材料还具有低成本高效率的特点，制备工艺简单，在不改变现有电池制浆、涂布工艺的提前下就能规模化生产，有效降低了电池的制作成本。

具体实施方式

22.1、钠离子电池用正极补钠材料

23.本发明第一方面在于提供一种钠离子电池用正极补钠材料，正极补钠材料的分子式为naafe

1-x-y-z

al

x

tiymgzo2，其中a、x、y、z为摩尔分数，0.8≤a≤1.5，0.05≤x≤0.3，0.05≤y≤0.3，0.05≤z≤0.3。

24.本发明提供的正极补钠材料，能够有效减少在首次充放电过程中的电池容量损失，且不参与到电池的后续循环中，对后续循环无负面影响，可有效提升了钠离子单体电池的能量密度和循环性能。其中，经本发明人多次试验验证发现，当该正极补钠材料中仅含有fe、al、ti、mg几种元素，而不含其它的过渡金属元素时，组成的新型正极补钠材料对于钠离子电池的整体提升效果更佳，不仅可避免过多的过渡金属元素对电池长期循环的的负面影响，也能避免只含fe、al、ti、mg部分元素时无法有效提升电池的首次充放电效率的情形，fe、al、ti、mg四种元素的协同效应更佳。

25.优选的，该正极补钠材料可为na

1.1

fe

0.7

al

0.1

ti

0.1

mg

0.1

o2、na

1.3

fe

0.7

al

0.05

ti

0.2

mg

0.05

o2、na

1.5

fe

0.5

al

0.1

ti

0.3

mg

0.1

o2、na

0.8

fe

0.6

al

0.05

ti

0.05

mg

0.3

o2。

26.具体的当na、fe、al、ti、mg几种元素的含量不同时，对于电池的首次充放电效率也会存在一定的影响，优选控制其摩尔比在一定量时可更大程度优化首次充放电效率。特别

是对于al、ti、mg的含量设置，合适的含量可以使得钠离子电池的首次充放电效率提升到88％以上，相比于没有补钠材料的钠离子电池，首次充放电效率至少可提升12％。这因是因为适优的范围具有与正极材料更好的兼容性，能更好的为钠离子电池提供钠离子。此外，al、ti、mg还能有助于此些过渡金属离子的溶出，能更好的保证本发明补钠材料在钠离子电池后续循环中的稳定。

27.本发明第二方面在于提供该钠离子电池用正极补钠材料的制备方法，包括以下步骤：

28.s1、按照化学计量式称取钠源化合物、铁源化合物、铝源化合物、钛源化合物、镁源化合物进行预混合，得到预混合粉体；

29.s2、将所述预混合粉体、溶剂和分散剂加入到纳米砂磨机进行球磨，得到浆料；

30.s3、将所述浆料进行干燥，得到前驱体；然后将所述前驱体进行烧结，冷却，得到naafe

1-x-y-z

al

x

tiymgzo2的钠离子电池用正极补钠材料。

31.优选的，所述钠源化合物包括碳酸钠、氢氧化钠、草酸钠和硝酸钠中的一种或多种；所述铁源化合物包括碳酸铁、氧化铁、硝酸铁和草酸亚铁中的一种或多种；所述铝源化合物包括硝酸铝、氢氧化铝和氧化铝中的一种或多种；所述镁源化合物包括碳酸镁、氧化镁、硝酸镁和草酸镁中的一种或多种；所述钛源化合物为纳米二氧化钛；所述纳米二氧化钛的一次粒径为200～500nm。更有选的，所述纳米二氧化钛的一次粒径为300nm。

32.优选的，步骤s2中，所述预混合粉体与所述溶剂的质量比为1：(1～4)；所述分散剂的质量为所述溶剂质量的0.1～2％；所述球磨的时间为8～15h。更优选的，所述预混合粉体与所述溶剂的质量比为1：2；所述分散剂的质量为所述溶剂质量的1％；所述球磨的时间为10h。

33.优选的，所述分散剂为聚丙烯酸铵、聚乙烯吡咯烷酮、聚乙二醇中的任意一种；所述溶剂为去离子水。

34.优选的，步骤s3中，所述干燥的温度为100～120℃，干燥时间为10～15h。

35.优选的，步骤s3中，所述烧结的温度为500～900℃，烧结时间为10～20h。更优选的，所述烧结的温度为600～800℃，具体的可为600℃、650℃、700℃、750℃、800℃；而烧结时间可为10～12h、12～15h、15～18h、18～20h。

36.优选的，步骤s3中，所述烧结的气氛为空气气氛。

37.2、正极片

38.本发明第三方面在于提供一种正极片，包括正极集流体和涂覆于所述正极集流体至少一表面的正极活性物质层，所述正极活性物质层包括正极活性材料、导电剂、粘结剂和上述所述的正极补钠材料。

39.优选的，所述正极补钠材料的重量为所述正极活性材料重量的1～10％。具体的，正极补钠材料的重量为正极活性材料重量的1～2％、2～3％、3～4％、4～5％、5～6％、6～7％、7～8％、8～9％、9～10％。更优选的，正极补钠材料的重量为正极活性材料重量的2～7％。

40.优选的，所述正极活性材料为层状氧化物正极材料、普鲁士蓝类正极材料、聚阴离子磷酸盐正极材料中的一种或多种。更优选的，所述正极活性材料为层状氧化物正极材料，其与正极补钠材料的兼容性更佳。

41.优选的，所述导电剂可为乙炔黑、科琴黑、super p中的一种或多种。

42.优选的，所述粘结剂可为pvdf和/或ptfe。

43.3、钠离子电池

44.本发明第四方面在于提供一种钠离子电池，包括正极片、负极片和间隔于所述正极片和所述负极片之间的隔膜，所述正极片为上述任一项所述的正极片。

45.为使本发明的技术方案和优点更加清楚，下面将结合具体实施方式，对本发明及其有益效果作进一步详细的描述，但本发明的实施方式不限于此。

46.实施例1

47.一种钠离子电池用正极补钠材料，正极补钠材料的分子式为na

1.1

fe

0.7

al

0.1

ti

0.1

mg

0.1

o2。

48.该钠离子电池用正极补钠材料的制备方法，包括以下步骤：

49.s1、按照化学计量式称取碳酸钠、硝酸铁、硝酸铝、300nm的二氧化钛和碳酸镁进行研磨预混合，得到预混合粉体；其中na：fe：al：ti：mg摩尔比为1.1：0.7：0.1：0.1：0.1；

50.s2、将预混合粉体与去离子水按照质量比1：2以及聚丙烯酸铵(聚丙烯酸铵为去离子水质量的1％)，加入纳米砂磨机进行高能球磨10h，得到浆料；

51.s3、将所述浆料置于鼓风烘箱中120℃烘干12h，得到前驱体；然后在空气气氛下将所述前驱体进行烧结，烧结温度为800℃，烧结时间为10h，自然冷却至室温，得到na

1.1

fe

0.7

al

0.1

ti

0.1

mg

0.1

o2的钠离子电池用正极补钠材料。

52.将上述正极补钠材料应用于正极片和钠离子电池中，制备过程为：

53.正极片：将该正极补钠材料与层状氧化物正极材料、super p、pvdf混合均匀后涂覆于铝箔集流体上，获得正极片；其中，正极补钠材料质量为层状氧化物正极材料的5％。

54.钠离子电池：将硬碳负极片、电解液与所制备的正极片组装成单体钠离子电池，化成条件为：充电电流为0.05c，充电截至电压为4.3v，放电电流为0.1c，放电截至电压为1.5v。

55.实施例2

56.与实施例1不同的是采用的正极补钠材料。本实施例的正极补钠材料的分子式为na

1.3

fe

0.7

al

0.05

ti

0.2

mg

0.05

o2，其对应的原料含量做适应性修改。

57.其余同实施例1，这里不再赘述。

58.实施例3

59.与实施例1不同的是采用的正极补钠材料。本实施例的正极补钠材料的分子式为na

1.5

fe

0.5

al

0.1

ti

0.3

mg

0.1

o2，其对应的原料含量做适应性修改。

60.其余同实施例1，这里不再赘述。

61.实施例4

62.与实施例1不同的是采用的正极补钠材料。本实施例的正极补钠材料的分子式为na

0.8

fe

0.6

al

0.05

ti

0.05

mg

0.3

o2，其对应的原料含量做适应性修改。

63.其余同实施例1，这里不再赘述。

64.实施例5

65.与实施例1不同的是正极片中正极补钠材料的含量，含量为2％。

66.其余同实施例1，这里不再赘述。

67.实施例6

68.与实施例1不同的是正极片中正极补钠材料的含量，含量为10％。

69.其余同实施例1，这里不再赘述。

70.实施例7

71.与实施例1不同的是正极片中正极补钠材料的含量，含量为7％。

72.其余同实施例1，这里不再赘述。

73.实施例8

74.一种钠离子电池用正极补钠材料，正极补钠材料的分子式为na

1.3

fe

0.7

al

0.05

ti

0.2

mg

0.05

o2。

75.该钠离子电池用正极补钠材料的制备方法，包括以下步骤：

76.s1、按照化学计量式称取碳酸钠、硝酸铁、硝酸铝、200nm的二氧化钛和碳酸镁进行研磨预混合，得到预混合粉体；其中na：fe：al：ti：mg摩尔比为1.3：0.7：0.05：0.2：0.05；

77.s2、将预混合粉体与去离子水按照质量比1：1以及聚丙烯酸铵(聚丙烯酸铵为去离子水质量的2％)，加入纳米砂磨机进行高能球磨15h，得到浆料；

78.s3、将所述浆料置于鼓风烘箱中100℃烘干15h，得到前驱体；然后在空气气氛下将所述前驱体进行烧结，烧结温度为500℃，烧结时间为20h，自然冷却至室温，得到na

1.3

fe

0.7

al

0.05

ti

0.2

mg

0.05

o2的钠离子电池用正极补钠材料。

79.将上述正极补钠材料应用于正极片和钠离子电池中，制备过程为：

80.正极片：将该正极补钠材料与普鲁士蓝正极材料、科琴黑、pvdf混合均匀后涂覆于铝箔集流体上，获得正极片；其中，正极补钠材料质量为普鲁士蓝正极材料的1％。

81.钠离子电池：将硬碳负极片、电解液与所制备的正极片组装成单体钠离子电池，化成条件为：充电电流为0.1c，充电截至电压为4.2v，放电电流为0.1c，放电截至电压为1.5v。

82.实施例9

83.与实施例8不同的是正极片中正极补钠材料的含量，含量为5％。

84.其余同实施例8，这里不再赘述。

85.实施例10

86.与实施例8不同的是正极片中正极补钠材料的含量，含量为7％。

87.其余同实施例8，这里不再赘述。

88.实施例11

89.与实施例9不同的是正极片中采用的正极活性材料为层状氧化物正极材料。

90.其余同实施例9，这里不再赘述。

91.实施例12

92.与实施例8不同的是采用的正极补钠材料。本实施例的正极补钠材料的分子式为na

1.5

fe

0.5

al

0.1

ti

0.3

mg

0.1

o2，其对应的原料含量做适应性修改。

93.其余同实施例8，这里不再赘述。

94.实施例13

95.与实施例8不同的是采用的正极补钠材料。本实施例的正极补钠材料的分子式为na

0.8

fe

0.6

al

0.05

ti

0.05

mg

0.3

o2，其对应的原料含量做适应性修改。

96.其余同实施例8，这里不再赘述。

97.实施例14

98.一种钠离子电池用正极补钠材料，正极补钠材料的分子式为na

1.5

fe

0.5

al

0.1

ti

0.3

mg

0.1

o2。

99.该钠离子电池用正极补钠材料的制备方法，包括以下步骤：

100.s1、按照化学计量式称取碳酸钠、硝酸铁、硝酸铝、500nm的二氧化钛和碳酸镁进行研磨预混合，得到预混合粉体；其中na：fe：al：ti：mg摩尔比为1.5：0.5：0.1：0.3：0.1；

101.s2、将预混合粉体与去离子水按照质量比1：4以及聚丙烯酸铵(聚丙烯酸铵为去离子水质量的0.1％)，加入纳米砂磨机进行高能球磨8h，得到浆料；

102.s3、将所述浆料置于鼓风烘箱中110℃烘干15h，得到前驱体；然后在空气气氛下将所述前驱体进行烧结，烧结温度为900℃，烧结时间为10h，自然冷却至室温，得到na

1.5

fe

0.5

al

0.1

ti

0.3

mg

0.1

o2的钠离子电池用正极补钠材料。

103.将上述正极补钠材料应用于正极片和钠离子电池中，制备过程为：

104.正极片：将该正极补钠材料与层状氧化物正极材料、乙炔黑、ptfe混合均匀后涂覆于铝箔集流体上，获得正极片；其中，正极补钠材料质量为层状氧化物正极材料的10％。

105.钠离子电池：将硬碳负极片、电解液与所制备的正极片组装成单体钠离子电池，化成条件为：充电电流为0.2c，充电截至电压为4.1v，放电电流为0.1c，放电截至电压为1.5v。

106.实施例15

107.与实施例14不同的是采用的正极补钠材料。本实施例的正极补钠材料的分子式为na

1.3

fe

0.7

al

0.05

ti

0.2

mg

0.05

o2，其对应的原料含量做适应性修改。

108.其余同实施例14，这里不再赘述。

109.实施例16

110.与实施例14不同的是正极片中正极补钠材料的含量，含量为5％。

111.其余同实施例14，这里不再赘述。

112.实施例17

113.一种钠离子电池用正极补钠材料，正极补钠材料的分子式为na

0.8

fe

0.6

al

0.05

ti

0.05

mg

0.3

o2。

114.该钠离子电池用正极补钠材料的制备方法，包括以下步骤：

115.s1、按照化学计量式称取碳酸钠、硝酸铁、硝酸铝、500nm的二氧化钛和碳酸镁进行研磨预混合，得到预混合粉体；其中na：fe：al：ti：mg摩尔比为0.8：0.6：0.05：0.05：0.3；

116.s2、将预混合粉体与去离子水按照质量比1：2以及聚丙烯酸铵(聚丙烯酸铵为去离子水质量的1％)，加入纳米砂磨机进行高能球磨13h，得到浆料；

117.s3、将所述浆料置于鼓风烘箱中120℃烘干13h，得到前驱体；然后在空气气氛下将所述前驱体进行烧结，烧结温度为700℃，烧结时间为10h，自然冷却至室温，得到na

0.8

fe

0.6

al

0.05

ti

0.05

mg

0.3

o2的钠离子电池用正极补钠材料。

118.将上述正极补钠材料应用于正极片和钠离子电池中，制备过程为：

119.正极片：将该正极补钠材料与聚阴离子磷酸盐正极材料、super p、pvdf混合均匀后涂覆于铝箔集流体上，获得正极片；其中，正极补钠材料质量为聚阴离子磷酸盐正极材料的2％。

120.钠离子电池：将硬碳负极片、电解液与所制备的正极片组装成单体钠离子电池，化

成条件为：充电电流为0.05c，充电截至电压为4.2v，放电电流为0.1c，放电截至电压为1.5v。

121.实施例18

122.与实施例17不同的是采用的正极补钠材料。本实施例的正极补钠材料的分子式为na

1.1

fe

0.7

al

0.1

ti

0.1

mg

0.1

o2，其对应的原料含量做适应性修改。

123.其余同实施例17，这里不再赘述。

124.对比例1

125.与实施例1不同的是，本对比例的正极片并没有添加有正极补钠材料。

126.其余同实施例1，这里不再赘述。

127.对比例2

128.与实施例1不同的是采用的正极补钠材料。本对比例的正极补钠材料的分子式为na

1.1

fe

0.8

ti

0.1

mg

0.1

o2，其对应的原料含量做适应性修改。

129.其余同实施例1，这里不再赘述。

130.对比例3

131.与实施例1不同的是采用的正极补钠材料。本对比例的正极补钠材料的分子式为na

1.1

fe

0.8

al

0.1

mg

0.1

o2，其对应的原料含量做适应性修改。

132.其余同实施例1，这里不再赘述。

133.对比例4

134.与实施例1不同的是采用的正极补钠材料。本对比例的正极补钠材料的分子式为na

1.1

fe

0.8

al

0.1

ti

0.1

o2，其对应的原料含量做适应性修改。

135.其余同实施例1，这里不再赘述。

136.对比例5

137.与实施例1不同的是采用的正极补钠材料。本对比例的正极补钠材料的分子式为na

1.1

fe

0.7

cu

0.1

ti

0.1

mg

0.1

o2，其对应的原料含量做适应性修改。

138.其余同实施例1，这里不再赘述。

139.对比例6

140.与实施例1不同的是采用的正极补钠材料。本对比例的正极补钠材料的分子式为na

1.1

fe

0.7

al

0.1

mn

0.1

mg

0.1

o2，其对应的原料含量做适应性修改。

141.其余同实施例1，这里不再赘述。

142.对比例7

143.与实施例1不同的是采用的正极补钠材料。本对比例的正极补钠材料的分子式为nafe

0.7

al

0.1

ti

0.1

mg

0.1

mn

0.1

o2，其对应的原料含量做适应性修改。

144.其余同实施例1，这里不再赘述。

145.对比例8

146.与实施例1不同的是采用的正极补钠材料。本对比例的正极补钠材料的分子式为nafe

0.7

cu

0.1

ti

0.1

mg

0.1

mn

0.1

o2，其对应的原料含量做适应性修改。

147.其余同实施例1，这里不再赘述。

148.对比例9

149.与实施例8不同的是采用的正极补钠材料。本对比例的正极补钠材料的分子式为

na

1.1

fe

0.8

ti

0.1

mg

0.1

o2，其对应的原料含量做适应性修改。

150.其余同实施例8，这里不再赘述。

151.对比例10

152.与实施例8不同的是采用的正极补钠材料。本对比例的正极补钠材料的分子式为na

1.1

fe

0.8

al

0.1

mg

0.1

o2，其对应的原料含量做适应性修改。

153.其余同实施例8，这里不再赘述。

154.将上述实施例1～18和对比例1～10得到的钠离子电池进行首次充放电效率测试，测试结果见表1。

155.表1

[0156][0157][0158]

由上述的测试结果中可以看出，当不添加正极补钠材料时，如对比例1，钠离子电池表现出最差的首次充放电效率，只有75.3％；而如当实施例1～18中添加正极补钠材料后，钠离子电池的首次充放电效率有效提升，实施例1中可达到88.2％；实施例16中的可达到88.6％。

[0159]

此外，由实施例1和对比例2～8、实施例8和对比例9～10的测试结果中还可以看出，正极补钠材料组成和结构也明显影响首次充放电效率。当正极补钠材料不含或只含有al、ti、mg等元素时，钠离子电池的首次充放电效率并没有优于实施例1或实施例8；而且即使都含有al、ti、mg等元素，如选择的补钠材料还含有其他过渡金属元素，如mn或cu，虽然首次充放电效率有所提升，但仍是差于本发明所保护的正极补钠材料。这主要是本发明公开的正极补钠材料其含有的al、ti、mg等元素在钠离子脱出过程中起到的协同效应更强，由此可有效提升首次充放电效率。

[0160]

此外，由实施例1～18的对比中还可以看出，不同的正极补钠材料其对应的制备方

法同样会对最终的钠离子电池首次充放电性能产生影响。当na、fe、al、ti、mg几种元素的含量不同时，相同的制备条件得到的几种正极补钠材料其带来的效果也会有所区别，如实施例1～4的对比，na

1.1

fe

0.7

al

0.1

ti

0.1

mg

0.1

o2明显更适用于实施例1中的制备条件；而如实施例8和实施例12～13的对比，na

1.3

fe

0.7

al

0.05

ti

0.2

mg

0.05

o2会更适用于实施例8中的制备条件。这也应是因为fe、al、ti、mg几种元素之间的影响，但总而言之本发明保护的正极补钠材料均是可有效提升钠离子电池的首次充放电性能。

[0161]

根据上述说明书的揭示和教导，本发明所属领域的技术人员还能够对上述实施方式进行变更和修改。因此，本发明并不局限于上述的具体实施方式，凡是本领域技术人员在本发明的基础上所作出的任何显而易见的改进、替换或变型均属于本发明的保护范围。此外，尽管本说明书中使用了一些特定的术语，但这些术语只是为了方便说明，并不对本发明构成任何限制。技术特征：

1.一种钠离子电池用正极补钠材料，其特征在于，正极补钠材料的分子式为na

a

fe

1-x-y-z

al

x

ti

y

mg

z

o2，其中a、x、y、z为摩尔分数，0.8≤a≤1.5，0.05≤x≤0.3，0.05≤y≤0.3，0.05≤z≤0.3。2.一种权利要求1所述的钠离子电池用正极补钠材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：s1、按照化学计量式称取钠源化合物、铁源化合物、铝源化合物、钛源化合物、镁源化合物进行预混合，得到预混合粉体；s2、将所述预混合粉体、溶剂和分散剂加入到纳米砂磨机进行球磨，得到浆料；s3、将所述浆料进行干燥，得到前驱体；然后将所述前驱体进行烧结，冷却，得到na

a

fe

1-x-y-z

al

x

ti

y

mg

z

o2的钠离子电池用正极补钠材料。3.根据权利要求2所述的钠离子电池用正极补钠材料的制备方法，其特征在于，所述钠源化合物包括碳酸钠、氢氧化钠、草酸钠和硝酸钠中的一种或多种；所述铁源化合物包括碳酸铁、氧化铁、硝酸铁和草酸亚铁中的一种或多种；所述铝源化合物包括硝酸铝、氢氧化铝和氧化铝中的一种或多种；所述镁源化合物包括碳酸镁、氧化镁、硝酸镁和草酸镁中的一种或多种；所述钛源化合物为纳米二氧化钛；所述纳米二氧化钛的一次粒径为200～500nm。4.根据权利要求2所述的钠离子电池用正极补钠材料的制备方法，其特征在于，步骤s2中，所述预混合粉体与所述溶剂的质量比为1：(1～4)；所述分散剂的质量为所述溶剂质量的0.1～2％；所述球磨的时间为8～15h。5.根据权利要求4所述的钠离子电池用正极补钠材料的制备方法，其特征在于，所述分散剂为聚丙烯酸铵、聚乙烯吡咯烷酮、聚乙二醇中的任意一种；所述溶剂为去离子水。6.根据权利要求2所述的钠离子电池用正极补钠材料的制备方法，其特征在于，步骤s3中，所述干燥的温度为100～120℃，干燥时间为10～15h。7.一种正极片，包括正极集流体和涂覆于所述正极集流体至少一表面的正极活性物质层，其特征在于，所述正极活性物质层包括正极活性材料、导电剂、粘结剂和权利要求1所述的正极补钠材料。8.根据权利要求7所述的正极片，其特征在于，所述正极补钠材料的重量为所述正极活性材料重量的1～10％。9.根据权利要求7所述的正极片，其特征在于，所述正极活性材料为层状氧化物正极材料、普鲁士蓝类正极材料、聚阴离子磷酸盐正极材料中的一种或多种。10.一种钠离子电池，包括正极片、负极片和间隔于所述正极片和所述负极片之间的隔膜，其特征在于，所述正极片为权利要求7～9任一项所述的正极片。

技术总结

本发明提供了一种钠离子电池用正极补钠材料及其制备方法和应用，正极补钠材料的分子式为Na

技术研发人员：?(74)专利代理机构

受保护的技术使用者：上海领钫新能源科技有限公司

技术研发日：2022.06.22

技术公布日：2022/9/20