[发明专利]具有强相互作用的阴阳离子共掺杂纳米级钠离子电池正极材料的制备方法

权利要求书

1.具有强相互作用的阴阳离子共掺杂纳米级钠离子电池正极材料的制备方法，其特征在于具体过程为：

步骤S1：分别配制极性高分子聚合物模板剂溶液、掺杂的阴离子盐溶液、碱溶液和过渡金属盐溶液；

所述极性高分子聚合物为聚乙烯吡咯烷酮、聚乙烯醇、聚乙二醇、柠檬酸、羧甲基纤维素、甲基纤维素、乙基纤维素、羟乙基纤维素、4-(2-羟乙基)-哌嗪乙磺酸、聚丙烯酰胺、聚丙烯酸、聚马来酸酐或聚季胺盐中的一种或多种；

所述掺杂的阴离子盐溶液中掺杂的阴离子为Cl^-、Br^-、I^-、S^2-或Se^2-中的一种或多种；

所述碱溶液为氢氧化钠、氢氧化钾、碳酸钠、碳酸钾或氨水中的一种或多种；

所述过渡金属盐为可溶性镍盐、可溶性钴盐和可溶性锰盐；

步骤S2：将过渡金属盐溶液、掺杂的阴离子盐溶液和碱溶液加入到极性高分子聚合物模板剂溶液中于15-70℃搅拌反应0.5-5小时，反应结束后陈化0.5-24小时，再用洗涤剂离心洗涤后干燥研磨得到纳米片状前驱体；

步骤S3：将纳米片状前驱体与钠盐、锂盐和掺杂的阳离子盐混合均匀，于500-1200℃烧结6-48小时，待自然冷却后得到具有强相互作用的阴阳离子共掺杂纳米级钠离子电池正极材料；

所述钠盐为碳酸钠、乙酸钠、氯化钠或硝酸钠中的一种或多种；

所述锂盐为碳酸锂；

所述掺杂的阳离子盐中掺杂的阳离子为Mg²⁺、Zn²⁺、Ag⁺、Cu²⁺、Ti⁴⁺、Al³⁺、Cr⁴⁺或Fe³⁺中的一种或多种。

2.根据权利要求1所述的具有强相互作用的阴阳离子共掺杂纳米级钠离子电池正极材料的制备方法，其特征在于：步骤S1中所述所述可溶性镍盐为硫酸镍、硝酸镍、盐酸镍、乙酸镍或草酸镍中的一种或多种，可溶性钴盐为硫酸钴、硝酸钴、盐酸钴、乙酸钴或草酸钴中的一种或多种，可溶性锰盐为硫酸锰、硝酸锰、盐酸锰、乙酸锰或草酸锰中的一种或多种。

3.根据权利要求1所述的具有强相互作用的阴阳离子共掺杂纳米级钠离子电池正极材料的制备方法，其特征在于：步骤S1中所述碱溶液的pH值为8-14。

4.根据权利要求1所述的具有强相互作用的阴阳离子共掺杂纳米级钠离子电池正极材料的制备方法，其特征在于：步骤S2中所述过渡金属盐溶液中金属离子的总摩尔数与碱溶液中OH^-的摩尔数之比为1:0.8-1.4，掺杂的阴离子盐溶液中掺杂的阴离子摩尔数是过渡金属盐溶液中金属离子总摩尔数的0.8%-5%。

5.根据权利要求1所述的具有强相互作用的阴阳离子共掺杂纳米级钠离子电池正极材料的制备方法，其特征在于：步骤S3中所述掺杂的阳离子盐中掺杂的阳离子摩尔数是纳米片状前驱体摩尔数的0.8%-5%。

6.根据权利要求1所述的具有强相互作用的阴阳离子共掺杂纳米级钠离子电池正极材料的制备方法，其特征在于：步骤S3中烧结过程的燃烧气氛为空气、氧气或氮气中的一种或多种。