[发明专利]稀土金属元素掺杂的P2相钠离子电池正极材料及其制备方法

权利要求书

1.一种稀土金属元素掺杂的P2相钠离子电池正极材料，其特征在于：其材料化学式为Na_xA_yB_zMn_1-y-zO₂，其中A为Co，或者A为Fe、Mg、Zn、Li中至少一种元素和Co元素的金属元素组合，B为Y、La和Ce中的至少一种稀土元素，x为0～0.9，y为0～0.5，z为0～0.5，且1-y-z≠0，且x、y和z也皆不为0。

2.一种权利要求1所述稀土金属元素掺杂的P2相钠离子电池正极材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

a.按照制备的目标稀土金属元素掺杂的P2相钠离子电池正极材料的化学式Na_xA_yB_zMn_1-y-zO₂中的元素组成和配比，称取钠盐、锰盐、A盐、稀土金属盐作为原料，采用溶胶凝胶法，将原料与柠檬酸水溶液进行混合，在不高于100℃的水浴保温条件下，进行搅拌至少30min，直到使混合液形成凝胶；

b.将在所述步骤a中制备的凝胶进行干燥得到干凝胶，然后采用分段烧结方法，将干凝胶依次进行预烧结以及高温烧结，其中预烧结阶段低于高温烧结阶段的烧结温度，将高温烧结得到的烧结产物进行冷却，从而得到稀土元素掺杂的P2相钠离子电池正极材料。

3.根据权利要求2所述稀土金属元素掺杂的P2相钠离子电池正极材料的制备方法，其

特征在于：在所述步骤a中，其中钠盐、锰盐、A金属盐、稀土金属的摩尔比为70:80:15:5，其中钠盐、锰盐、A金属盐、稀土金属的总摩尔数不高于柠檬酸的摩尔数。

4.根据权利要求2所述稀土金属元素掺杂的P2相钠离子电池正极材料的制备方法，其特征在于：在所述步骤b中，在不高于70℃下，对凝胶进行干燥至少24h，得到干凝胶。

5.根据权利要求2所述稀土金属元素掺杂的P2相钠离子电池正极材料的制备方法，其特征在于：在所述步骤b中，将所述步骤a中得到的凝胶的溶液澄清后，将凝胶的溶液在不低于80℃下蒸发，对凝胶进行浓缩，然后将浓缩的凝胶进行干燥制备干凝胶。

6.根据权利要求2所述稀土金属元素掺杂的P2相钠离子电池正极材料的制备方法，其特征在于：在所述步骤b中，将经过干燥得到的干凝胶研磨成粉末，然后将粉末放入马弗炉在不高于500℃下进行预烧结至少12h，然后以不低于5℃/min的升温速度升温至高温烧结的目标温度，将预烧结产物在不低于900℃下进行高温烧结至少10h，然后将高温烧结得到的烧结产物进行自然冷却，从而得到稀土金属元素掺杂的P2相钠离子电池正极材料。