[发明专利]一种高容量、高倍率与高振实密度钠离子电池正极材料及其制备方法

权利要求书

1.一种高容量、高倍率与高振实密度钠离子电池正极材料，其特征在于：所述正极材料的化学式为Li[Na_a+b(Mn_xNi_yCo_z)_1-a-b]O₂，其中，0a0.3，0b0.3，0a+b0.5，x+y+z＝1，0≤yx，0≤zx，x1，0≤y≤0.5，0≤z≤0.5。

2.一种权利要求1所述的高容量、高倍率与高振实密度钠离子电池正极材料的制备方法，其特征在于：所述方法步骤如下：

步骤一：采用共沉淀法制备锰镍钴碳酸盐球形前驱体，具体步骤如下：

(1)按化学式Li[Li_a(Mn_xNi_yCo_z)_1-a]O₂称取相应摩尔比的可溶性锰盐、镍盐、钴盐与晶体成核控制剂，将上述原料溶于去离子水中配置成锰镍钴总浓度为0.5～5mol/L、晶体成核控制剂浓度为0.05～0.5mol/L的溶液A；

(2)用去离子水将碳酸盐沉淀剂与络合剂配置成碳酸盐沉淀剂浓度为0.5～5mol/L、络合剂浓度为0.1～0.5mol/L的溶液B；

(3)强力搅拌下，将溶液B加入到溶液A中，控制混合金属盐、晶体成核控制剂、碳酸盐沉淀剂和络合剂的摩尔比为1：0.05～0.2：1：0.1～0.5，在搅拌速度为500～1500转/分钟、温度为20～30℃的条件下反应1～4h，得到锰镍钴碳酸盐球形前驱体；

步骤二：将锰镍钴碳酸盐球形前驱体与锂源进行均匀混合、煅烧，获得球形富锂锰基正极材料Li[Li_a(Mn_xNi_yCo_z)_1-a]O₂，具体步骤如下：

(1)将锰镍钴碳酸盐球形前驱体与锂源进行均匀混合；

(2)以1～5℃/min升温速率从室温升至600～900℃，煅烧6～15h，得到球形富锂锰基正极材料Li[Li_a(Mn_xNi_yCo_z)_1-a]O₂；

步骤三：将球形富锂锰基正极材料Li[Li_a(Mn_xNi_yCo_z)_1-a]O₂进行离子交换后处理，得到球形富锂锰基正极材料Li[Na_a+b(Mn_xNi_yCo_z)_1-a-b]O₂，具体步骤如下：

(1)将球形富锂锰基正极材料Li[Li_a(Mn_xNi_yCo_z)_1-a]O₂与低熔点钠盐均匀混合，控制低熔点钠盐与Li[Li_a(Mn_xNi_yCo_z)_1-a]O₂的摩尔比为2～10：1；

(2)以1～5℃/min升温速率从室温升至250～500℃，煅烧2～10h；

(3)反应结束后对样品进行洗涤过滤收集，并放入马弗炉中，在100～300℃空气中烘干12h，得到高容量、高倍率与高振实密度钠离子电池正极材料Li[Na_a+b(Mn_xNi_yCo_z)_1-a-b]O₂。