[发明专利]一种三元钠离子电池正极材料、其制备方法以及钠离子电池

权利要求书

1.一种三元钠离子电池正极材料，其特征在于，所述三元钠离子电池正极材料的化学式为：Na_0.67[Ni_0.167Co_0.167Mn_0.67]_1-xTi_xO₂，其中，0＜x＜1，所述三元钠离子电池正极材料为球形颗粒，所述三元钠离子电池正极材料具有层状结构。

2.根据权利要求1所述的三元钠离子电池正极材料，其特征在于，所述三元钠离子电池正极材料的化学式中，0＜x≤0.5；

优选地，所述三元钠离子电池正极材料为非原位掺杂材料；

优选地，所述三元钠离子电池正极材料的物相为P2相；

优选地，所述球形颗粒由呈六角形片状结构的一次晶粒组成。

3.一种如权利要求1或2所述三元钠离子电池正极材料的制备方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：

(1)将含有二价镍盐、二价钴盐和二价锰盐的盐溶液与碱溶液混合，进行共沉淀反应，固液分离得到镍钴锰的碳酸盐；

其中，所述碱溶液中包含碳酸钠和氨水；

(2)预烧步骤(1)所述镍钴锰的碳酸盐，得到三元镍钴锰氧化物；

(3)将步骤(2)所述三元镍钴锰氧化物、钠源和钛源混合，煅烧，得到所述三元钠离子电池正极材料。

4.根据权利要求3所述的制备方法，其特征在于，步骤(1)中，所述二价镍盐包括NiSO₄、NiCl₂或Ni(NO₃)₂中的任意一种或至少两种的组合；

优选地，步骤(1)中，所述二价钴盐包括CoSO₄、CoCl₂或Co(NO₃)₂中的任意一种或至少两种的组合；

优选地，步骤(1)中，所述二价锰盐包括MnSO₄、MnCl₂或Mn(NO₃)₂中的任意一种或至少两种的组合；

优选地，步骤(1)所述二价镍盐、二价钴盐和二价锰盐中的Ni、Co和Mn的摩尔比为1:1:4；

优选地，步骤(1)中，所述盐溶液的溶剂为水；

优选地，步骤(1)所述氨水的浓度为0.2-0.4mol/L；

优选地，步骤(1)所述碱溶液中，碳酸钠和氨水的溶质质量比为12:1-15:1，优选为14:1；

优选地，步骤(1)中，所述盐溶液与碱溶液混合的方法为将盐溶液与碱溶液滴加入水中。

5.根据权利要求3或4所述的制备方法，其特征在于，步骤(1)中，所述共沉淀反应的反应体系pH为6-10，优选为7-9，进一步优选为7.5-8.5；

优选地，步骤(1)中，所述共沉淀反应的反应温度为45-55℃；

优选地，步骤(1)中，还包括：固液分离后，对得到的固体进行干燥。

6.根据权利要求3-5任一项所述的制备方法，其特征在于，步骤(2)中，所述预烧的气氛为空气气氛；

优选地，步骤(2)中，所述预烧的温度为400-600℃，优选为450-550℃。

7.根据权利要求3-6任一项所述的制备方法，其特征在于，步骤(3)中，所述钠源包括碳酸钠；

优选地，步骤(3)中，所述钛源包括二氧化钛；

优选地，步骤(3)中，钠源、三元镍钴锰氧化物和钛源的摩尔比为0.67:(1-x):x，其中0＜x≤0.5。

8.根据权利要求3-7任一项所述的制备方法，其特征在于，步骤(3)中，所述煅烧的温度为800-1000℃，优选为850-950℃。