[发明专利]一种基于混合过渡金属的钠二次电池正极材料制备方法

权利要求书

1.一种基于混合过渡金属的钠二次电池正极材料Na_xM_yO₂(M=Mn,Fe,Co,Ni中的两种或两种以上组合)的有机共沉淀制备方法，其特征在于首次采用有机共沉淀法制备该材料，有机沉淀剂能够在烧结过程中分解除去，从而既简化了制备工艺，减少了杂质的生成，又可很好地控制产物的化学计量比。

2.如权利要求1所述的Na_xM_yO₂(M=Mn,Fe,Co,Ni中的两种或两种以上组合)正极材料的有机共沉淀制备方法，其特征主要包括以下步骤：

1）将一定化学计量比的可溶性钠源、铁源、镍源、钴源和锰源等混合过渡金属原料分别加入水中，搅拌混合均匀后得到混合溶液A；

2）按照与金属离子的一定比例称量有机沉淀剂，于一定温度下搅拌混合均匀得溶液B；

3）在维持一定温度和持续搅拌下，将步骤1）所得的混合溶液A与步骤2）所得的溶液B以逐滴滴加的方式混合，滴加完成后继续搅拌一段时间，此过程中不断生成沉淀；

4）将步骤3）所得的沉淀分散体系，无需过滤和沉淀洗涤，直接在一定温度下蒸发干燥除去溶剂得到沉淀物；

5）将步骤4）所得的沉淀物在一定压力下制坯后于一定气氛下，经一定温度煅烧，然后以一定降温速率冷却至室温后，研磨即得目标产物Na_xM_yO₂(M=Mn,Fe,Co,Ni中的两种或两种以上组合)。

3.如权利要求2所述的Na_xM_yO₂(M=Mn,Fe,Co,Ni中的两种或两种以上组合)正极材料的有机共沉淀制备方法，其特征在于所述钠源与铁源、镍源、钴源和锰源等混合过渡金属总量的摩尔比为1:1；所述钠源化合物为乙酸钠、氯化钠、氢氧化钠、硝酸钠中的至少一种，所述混合过渡金属原料为铁、镍、钴、锰等的乙酸盐、硫酸盐、硝酸盐、氯化盐、氟化盐中的至少一种。

4.如权利要求2所述的Na_xM_yO₂(M=Mn,Fe,Co,Ni中的两种或两种以上组合)正极材料的有机共沉淀制备方法，其特征在于所述有机沉淀剂与金属离子的比例“n(沉淀剂):n(总金属离子)”为(1~3):1；所述有机沉淀剂为8-羟基喹啉、亚甲基蓝、二硝基苯胺等中的至少一种；所述有机溶剂为甲醇、乙醇、异丙醇、乙腈等中的至少一种；。

5.如权利要求2所述的Na_xM_yO₂(M=Mn,Fe,Co,Ni中的两种或两种以上组合)正极材料的有机共沉淀制备方法，其特征在于所述逐滴滴加的混合方式为将溶液A逐滴滴加到溶液B中，或溶液B逐滴滴加到溶液A中，或将溶液A和溶液B同时逐滴滴加到另一容器中。

6.如权利要求2所述的Na_xM_yO₂(M=Mn,Fe,Co,Ni中的两种或两种以上组合)正极材料的有机共沉淀制备方法，其特征在于所述滴加完成后继续搅拌时间为2~6h；所述维持的温度为60~70℃。

7.如权利要求2所述的Na_xM_yO₂(M=Mn,Fe,Co,Ni中的两种或两种以上组合)正极材料的有机共沉淀制备方法，其特征在于所述沉淀分散体系蒸发干燥除去溶剂的方式为水浴加热蒸发、干燥箱烘干、真空干燥中的至少一种，干燥温度为60~120℃；所述沉淀物压片制坯的压力为1~10MPa。

8.如权利要求2所述的Na_xM_yO₂(M=Mn,Fe,Co,Ni中的两种或两种以上组合)正极材料的有机共沉淀制备方法，其特征在于所述烧结气氛为空气、氧气、氮气、氩气、氦气中的至少一种。

9.如权利要求1所述的Na_xM_yO₂(M=Mn,Fe,Co,Ni中的两种或两种以上组合)正极材料的有机共沉淀制备方法，其特征在于所述煅烧温度为800~950℃，煅烧时间为6~14h，煅烧过程升温速率为每分钟升温1~20℃；所述冷却方式为程序控制缓慢降温、在炉中自然冷却、煅烧后样品直取出快速降温、将样品投入水中淬火，将样品投入液氮中淬火中的至少一种。