[发明专利]一种钠离子电池材料的制备方法

说明书

本发明公开了一种钠离子电池材料的制备方法，将铬酸钠与氧化亚铬、氢氧化钠混合均匀；得到的混合料进行一次煅烧，煅烧时间为4‑6h，煅烧过程，保持煅烧过程为氮气气氛，然后粉碎；得到的粉碎料加入苯甲酸钠、醋酸亚铁、水合肼、TBP和乳化剂混合，然后加入纯水，高速搅拌，得到乳化液，然后喷雾干燥，得到喷雾干燥料；将喷雾干燥料放入辊道炉内二次煅烧，在高温下煅烧，煅烧温度为700‑750℃，煅烧时间为9‑12h；将二次煅烧的物料过筛、除铁后真空包装，得到复合钠离子正极材料。本专利可以得到稳定性好，容量高、价格低的钠电池材料，本发明的钠电池制备工艺，成本低，性能优异。

技术领域

本发明涉及钠电池材料技术领域，具体为一种钠离子电池材料的制备方法。

背景技术

锂离子电池是以2种不同的能够可逆地插入及脱出锂离子的嵌锂化合物分别作为电池的正极和负极的二次电池体系。充电时，锂离子从正极材料的晶格中脱出，经过电解质后插入到负极材料的晶格中，使得负极富锂，正极贫锂；放电时锂离子从负极材料的晶格中脱出，经过电解质后插入到正极材料的晶格中，使得正极富锂，负极贫锂。这样正负极材料在插入及脱出锂离子时相对于金属锂的电位的差值，就是电池的工作电压。

锂离子电池是性能卓越的新一代绿色高能电池，已成为高新技术发展的重点之一。锂离子电池具有以下特点：高电压、高容量、低消耗、无记忆效应、无公害、体积小、内阻小、自放电少、循环次数多。因其上述特点，锂离子电池已应用到移动电话、笔记本电脑、摄像机、数码相机等众多民用及军事领域。

目前锂电池也广泛应用于新能源汽车领域，且预计到2025年，锂电池正极材料的消费量将达到200万吨以上。但是中国的钴、镍、锂资源比较匮乏，因此迫切需要发展不需要上述资源的动力电池正极材料。而钠电池材料受到大家的重视。

聚合阴离子钠电池正极材料一般导电性差、理论容量低、电压平台低等缺点，而普鲁士蓝结构的钠电池正极材料存在结构不稳定，特别是高温条件下，而层状氧化物具有容量高、导电性好和电压平台高等优点，但是其存在多个放电平台，结构不稳定的缺点。

发明内容

本发明的目的在于提供一种钠离子电池材料的制备方法，采用核壳结构的模式，内核为亚铬酸钠，外部为磷酸亚铁钠，可以得到稳定性好，容量高、价格低的钠电池材料，本发明的钠电池制备工艺，成本低，性能优异，0.1C容量可以达到170mAh/g,中值电压可以达到3.3V。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种钠离子电池材料的制备方法，其为以下步骤：

(1)将铬酸钠与氧化亚铬、氢氧化钠混合均匀；

(2)得到的混合料在温度为600-670℃进行一次煅烧，煅烧时间为4-6h，煅烧过程，保持煅烧过程为氮气气氛，然后粉碎，粉碎粒径为1-3μm；

(3)得到的粉碎料加入苯甲酸钠、醋酸亚铁、水合肼、TBP和乳化剂混合，然后加入纯水，高速搅拌，得到乳化液，然后喷雾干燥，得到喷雾干燥料；

(4)将喷雾干燥料放入辊道炉内二次煅烧，在高温下煅烧，煅烧温度为700-750℃，煅烧时间为9-12h，煅烧过程，气氛中二氧化碳体积浓度为3-6％，氮气体积浓度为94-97％；

(5)将二次煅烧的物料过筛、除铁后真空包装，得到复合钠离子正极材料。

所述步骤(1)中铬酸钠与氧化亚铬、氢氧化钠的摩尔比为1:3:2.02-2.05，混料采用犁刀混料机。

所述步骤(2)中一次煅烧过程升温速度为100-120℃/h,粉碎采用气流粉碎机粉碎。

所述步骤(3)中，加入的苯甲酸钠、醋酸亚铁、水合肼、TBP的摩尔比为1.03-1.06：1:0.01-0.02：1，所述乳化剂的加入量为TBP的0.02-0.05％，加入的苯甲酸钠与铬酸钠的摩尔比之比为0.1-0.2:1，乳化液的固体质量分数为30-35％。