[发明专利]钠离子电池用正极活性材料、由该活性材料制成的钠离子电池、电池模块、电池包及装置

权利要求书

1.一种钠离子电池用正极活性材料，其主要包含O3相层状金属氧化物，所述O3相层状金属氧化物具有如下分子式：

Na_aM_bNi_cFe_dMn_eO_2±δ (式I)

式I中，

M为不同于Ni、Fe和Mn的金属阳离子；0.67a1.1；0b0.25，优选0.05b0.15；0c0.3，优选0.05c0.25；0b+c0.55；0.45d+e1；且b+c+d+e＝1；0≤δ≤0.1，

其中，所述金属阳离子选自Li⁺、Cu²⁺、Zn²⁺、Co²⁺、Ti⁴⁺中的至少一种。

2.如权利要求1所述的钠离子电池用正极活性材料，其中，所述O3相层状金属氧化物在X射线衍射谱中的I(003)/I(104)≥0.62，优选介于0.67和1.5之间，其中I(003)表示O3相层状金属氧化物的(003)晶面峰强度，I(104)表示O3相层状金属氧化物的(104)晶面峰强度，I(003)/I(104)反映了所述O3相层状金属氧化物中钠金属阳离子的混排度。

3.如权利要求1所述的钠离子电池用正极活性材料，其中，所述O3相层状金属氧化物是空间群为的六方晶系，其中晶胞参数c与晶胞参数a的比值≥5，优选≥5.5。

4.如权利要求1所述的钠离子电池用正极活性材料，其中，所述O3相层状金属氧化物在X射线衍射谱中的I(003)/I(104)≥0.62，优选介于0.67和1.5之间，并且所述O3相层状金属氧化物是空间群为的六方晶系，其中晶胞参数c与晶胞参数a的比值≥5，优选≥5.5。

5.如权利要求1至4中任意一项所述的钠离子电池用正极活性材料，其中，所述O3相层状金属氧化物的一次颗粒为片状结构。

6.如权利要求5所述的钠离子电池用正极活性材料，其中，所述一次颗粒的晶粒粒径介于0.05微米和15微米之间，优选介于0.1微米和5微米之间。

7.如权利要求1至4中任意一项所述的钠离子电池用正极活性材料，其中，所述正极活性材料在8吨压力下的压实密度介于1.5g/cm³和4.5g/cm³之间，优选地介于2.5g/cm³和4g/cm³之间。

8.如权利要求1至4中任意一项所述的钠离子电池用正极活性材料，其中，所述正极活性材料是通过如下获得的：

i)在络合剂和沉淀剂的存在下，通过共沉淀方法，使Ni源和Mn源进行共沉淀，从而得到镍锰金属盐前驱体，以及

ii)将步骤i)得到的镍锰金属盐前驱体与Na源、Fe源、M金属源进行固相烧结，从而得到包含O3相层状金属氧化物的正极活性材料。

9.如权利要求8所述的钠离子电池用正极活性材料，其中，所述烧结在850-920℃的温度下、优选在890-910℃的温度下、更优选在895-905℃的温度下、最优选在900℃的温度下进行。

10.如权利要求8所述的钠离子电池用正极活性材料，其中，所述烧结进行15-25小时，优选进行17-22小时，更优选进行19-21小时，最优选进行20小时。

11.一种钠离子电池，包括正极极片、负极极片、间隔于所述正极极片和负极极片之间的隔离膜和电解液，所述正极极片包含包括正极集流体以及设置于所述正极集流体至少一侧的正极活性材料层，其中所述正极活性材料为权利要求1至10中任意一项所述的正极活性材料，并且所述电池具有4.2V或更高的充电截止电压。