1.本发明属于钠离子电池材料技术领域,具体涉及多层结构的钠离子电池正极材料及其前驱体、以及制备方法。
背景技术:
2.成本较低的钠离子电池具有较高的比能量密度、优秀的能量转换效率和较长的充放电循环寿命,为逐步取代铅酸电池提供了契机。钠离子层状氧化物相对易于合成,电压范围可调并显示出较高的比容量。
3.目前,影响钠离子层状氧化物正极材料循环稳定性的因素有:(1)不可逆相变:在层状钠离子电池的充放电过程中,钠离子从正极材料的层间反复嵌脱,p型和o型正极材料都会发生相转变。由于材料相转变伴随着体积变化,材料在反复的膨胀-收缩-膨胀-收缩的过程中会不断积累应力,最终出现材料结构的破坏并造成电极颗粒开裂,加剧电极材料与电解液的副反应,严重时出现电极粉末化的现象,大量电极颗粒失去与集流体的电接触,降低有效活性物质的含量,导致电化学性能的下降。
4.(2)锰离子的溶解和姜泰勒效应:当不同过渡金属离子的化学计量比发生变化时,不同价态锰离子的含量也会随之变化,引起锰离子平均价态的变化。mn
4+
的化学稳定性较高,mn
2+
和mn
3+
会造成电极材料性能的降低。mn
2+
会溶解在电解液中并最终到达负极,这一部分mn
2+
会刺激负极表面sei膜的不断生长,消耗电解液,最终使电池失效。mn
3+
会发生歧化反应,造成mn
2+
含量的上升,进一步加大电解液的消耗。
技术实现要素:
5.本发明的目的是提供一种循环性能优异的钠离子电池正极材料、以及其前驱体。此外,本发明提供钠离子电池正极材料及其前驱体的制备方法。
6.为实现上述目的,本发明提供如下具体的技术方案。
7.首先,本发明提供一种钠离子电池正极材料的前驱体,包含三层结构,内层为富镍的镍钴锰氢氧化物内核,中间层为锰钛氢氧化物过渡层,外层为富锰的镍钴锰氢氧化物外壳。
8.在本发明的部分优选实施方式中,富镍的镍钴锰氢氧化物的分子式为mn
x1
ni
y1
co
z1
(oh)2,0.2≤x1《0.5,0.3≤y1《0.6,z1《0.4,x1+y1+z1=1。
9.在本发明的部分优选实施方式中,锰钛氢氧化物的分子式为mn
x2
ti
n2
(oh)2,0.60≤x2《0.85,0.1《n2≤0.4,x2+n2=1。
10.在本发明的部分优选实施方式中,富锰的镍钴锰
声明:
“多层结构的钠离子电池正极材料及其前驱体、以及制备方法与流程” 该技术专利(论文)所有权利归属于技术(论文)所有人。仅供学习研究,如用于商业用途,请联系该技术所有人。
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