[发明专利]钠离子电池的纳米级前驱体、复合正极材料及制备方法

权利要求书

1.钠离子电池的纳米级前驱体，其特征在于：所述钠离子电池的纳米级前驱体的通式为M_y(OH)₂或M_yO_z，0.8≤y≤1，0.8≤z3，元素M为金属元素和稀土元素以及非金属元素中的一种、两种、或三种，所述元素M为五种及以下元素的任意组合，所述金属元素为镍、钴、铝、锰、锂、钾、钡、铁、钙、铜、锌、钛、镁、锆、锶、铬、锡、锑、钨、铌、钼、钒、钯、铋、铯、铪、钽、钋、镓、铟、铊中的一种或几种，所述稀土元素为镧系元素以及、钇、钪中的一种或几种，所述非金属元素为硫、硼、硅、砷、磷、硒、碲、氟、碘、砹中的一种或几种。

2.一种复合正极材料，其特征在于：所述复合正极材料的化学通式为其中0≤n≤1，且2≤a≤100，a为整数，0.9x：y1.8，1≤x≤1.2，0.8≤y≤1，M为金属元素和稀土元素以及非金属元素中的五种及以下元素的任意组合，所述金属元素为镍、钴、铝、锰、锂、钾、钡、铁、钙、铜、锌、钛、镁、锆、锶、铬、锡、锑、钨、铌、钼、钒、钯、铋、铯、铪、钽、钋、镓、铟、铊中的一种或几种，所述稀土元素为镧系元素以及、钇、钪中的一种或几种，所述非金属元素为硫、硼、硅、砷、磷、硒、碲、氟、碘、砹中的一种或几种。

3.一种制备如权利要求2所述的复合正极材料的制备方法，其包括如下步骤：

STEP101：将含有元素M的可溶性盐按照预定的摩尔比溶于一定量的去离子水中，配置得混合盐溶液，所述元素M为金属元素和稀土元素以及非金属元素中的一种、两种、或三种，所述元素M为五种及以下元素的任意组合，所述金属元素为镍、钴、铝、锰、锂、钾、钡、铁、钙、铜、锌、钛、镁、锆、锶、铬、锡、锑、钨、铌、钼、钒、钯、铋、铯、铪、钽、钋、镓、铟、铊中的一种或几种，所述稀土元素为镧系元素以及、钇、钪中的一种或几种，所述非金属元素为硫、硼、硅、砷、磷、硒、碲、氟、碘、砹中的一种或几种；

STEP102：将NaOH和氨水溶解在去离子水中配置成混合碱溶液；

STEP103：将上述混合盐溶液与混合碱溶液以一定速度加入去离子水中，调节pH值于8～12，反应一段时间后，经过水洗、干燥、过筛后得到纳米级三元前驱体M_y(OH)₂；

STEP104：重复STEP101至STEP103至少两次以获得由不同元素制成的纳米级三元前驱体M_y(OH)₂，其中每一种前驱体之间至少有一个元素成分不同或者元素成分的摩尔比例不同；

STEP105：将STEP104所得的所有纳米级三元前驱体按一定比例混合均匀，得到纳米级混合前驱体的粉体；

STEP106：将所述纳米级混合前驱体的粉体与钠源按一定比例混合均匀，在氧气或空气气氛中高温煅烧，经过冷却、研磨、过筛得到钠离子复合正极材料，所述纳离子复合正极材料的化学通式为其中0≤n≤1，且2≤a≤100，a为整数且a与在STEP104中所获得三元前驱体M_y(OH)₂的种类相同，0.9x：y1.8，1≤x≤1.2，0.8≤y≤1，M为金属元素和稀土元素以及非金属元素中的五种及以下元素的任意组合，所述金属元素为镍、钴、铝、锰、锂、钾、钡、铁、钙、铜、锌、钛、镁、锆、锶、铬、锡、锑、钨、铌、钼、钒、钯、铋、铯、铪、钽、钋、镓、铟、铊中的一种或几种，所述稀土元素为镧系元素以及、钇、钪中的一种或几种，所述非金属元素为硫、硼、硅、砷、磷、硒、碲、氟、碘、砹中的一种或几种；

STEP107：将复合正极材料进行改性处理。

4.如权利要求3所述的复合正极材料的制备方法，其特征在于：所述的pH值8～12可分为高pH值成核阶段和低pH值生长阶段，所述高pH值成核阶段的pH值为10～12，所述低pH值生长阶段的pH值为8～10。

5.如权利要求3所述的复合正极材料的制备方法，其特征在于：所述的钠源为碳酸钠、氢氧化钠、醋酸钠、氯化钠和硫酸钠中的一种或几种；所述的钠源以钠元素计的总和与混合纳米级前驱体以其含有的金属计的总和的摩尔比为0.9～1.8：1。