[发明专利]一种掺杂型包覆钠离子电池正极材料及其制备方法和用途

权利要求书

1.一种掺杂型包覆钠离子电池正极材料，其特征在于，所述正极材料包括：复合氧化物构成的内核材料和部分掺杂于所述内核材料中部分包覆于所述内核材料外的掺杂包覆层；

所述内核材料为O3相的Na_xM1_aM2_bO₂，空间群为R-3m，其中，0.8≤x≤1.0，a+b=1并且使材料满足电中性；M1为过渡金属元素，包括Ti、Mn、Fe、Ni、Cu、Zn中的一种或几种；M2为非过渡金属元素，包括Li、B、Mg、Al、Si、Ca中的一种或几种；

所述掺杂包覆层为O3相的Na_yM3_dM4_eO₂，0≤y≤1.0，d+e=1并且使材料满足电中性；M3为非过渡金属元素，包括Li、B、Mg、Al、Si、Ca的一种或几种，M4为过渡金属元素，包括Ti、Mn、Fe、Ni、Cu、Zn、La的一种或几种；

所述掺杂型包覆钠离子电池正极材料的制备方法包括：

将钠源、M1源和M2源按照所需的化学计量比称量后均匀混合，在700℃～1000℃的空气气氛中热处理2～24小时，制备得到O3相的复合氧化物内核材料Na_xM1_aM2_bO₂；所述钠源包括碳酸钠、碳酸氢钠和氢氧化钠中的一种或几种；所述M1源和M2源分别为M1和M2的氧化物、碳酸盐、氢氧化物中的一种或几种；

将所述复合氧化物内核材料分散入分散剂中，在25℃～200℃下搅拌，在搅拌过程中加入所需剂量的掺杂包覆前驱体，蒸干分散剂后将所得材料在烘箱内80℃～200℃下烘干，得到包覆物料；所述掺杂包覆前驱体包括Al、Mg、Ti、Zn或La的硝酸盐及其水合物、硫酸盐及其水合物、有机盐中的一种或几种；

将所述包覆物料进行二次烧结，烧结温度为400℃～900℃，烧结时间为3～25小时，烧结后得到具有掺杂型包覆层的包覆产物；

将所述具有掺杂型包覆层的包覆产物进行研磨，即得到所述掺杂型包覆钠离子电池正极材料。

2.根据权利要求1所述的掺杂型包覆钠离子电池正极材料，其特征在于，所述分散剂包括水、无水乙醇、N-甲基吡咯烷酮、丙酮中的一种或几种。

3.根据权利要求1所述的掺杂型包覆钠离子电池正极材料，其特征在于，所述的掺杂型包覆钠离子电池正极材料中，所述掺杂包覆层的质量百分比为0.05%-20%。

4.一种包括上述权利要求1-3任一所述的掺杂型包覆钠离子电池正极材料的钠离子二次电池。

5.一种如上述权利要求4所述的钠离子二次电池的用途，其特征在于，所述钠离子二次电池用于太阳能发电、风力发电、智能电网调峰、分布电站、后备电源或通信基站的大规模储能设备。