[发明专利]一种非金属硼掺杂的层状氧化物钠离子电池正极材料及其制备方法和应用

权利要求书

1.一种非金属硼掺杂的层状氧化物钠离子电池正极材料，其特征在于：所述钠离子电池正极材料的化学式为NaNi_0.5Mn_0.5B_xO₂，其中0≤x0.1。

2.一种权利要求1所述非金属硼掺杂的层状氧化物钠离子电池正极材料的制备方法，其特征在于：采用溶胶凝胶法制备获得，或采用固相合成法制备获得。

3.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于：

采用溶胶凝胶法制备非金属硼掺杂的层状氧化物钠离子电池正极材料的步骤为：

步骤11、将钠源化合物、镍源化合物、锰源化合物、硼源化合物按照摩尔比溶解于去离子水中，并加入螯合剂，搅拌至混合均匀，然后在恒温油浴中加热挥发溶剂，获得前驱体；

步骤12、将所述前驱体干燥后进行研磨，获得前驱体粉末；

步骤13、将所述前驱体粉末进行两步煅烧，即获得非金属硼掺杂的层状氧化物钠离子电池正极材料NaNi_0.5Mn_0.5B_xO₂；

采用固相合成法制备非金属硼掺杂的层状氧化物钠离子电池正极材料的步骤为：

步骤21、将钠源化合物、镍源化合物、锰源化合物、硼源化合物按照摩尔比置于研钵中，研磨至充分混合，得到混合物粉末；

步骤22、将所述混合物粉末使用压片机进行压片，使样品间接触更加紧实，获得前驱体样品；

步骤23、将所述前驱体样品进行两步煅烧，即获得非金属硼掺杂的层状氧化物钠离子电池正极材料NaNi_0.5Mn_0.5B_xO₂。

4.根据权利要求3所述的制备方法，其特征在于：

当采用溶胶凝胶法时：所述钠源化合物为醋酸钠、草酸钠、氯化钠、硝酸钠和柠檬酸钠中的一种或多种；所述镍源化合物为醋酸镍、草酸镍、硝酸镍、硫酸镍和氯化镍中的一种或多种；所述锰源化合物为醋酸锰、草酸锰、硝酸锰、硫酸锰和氯化锰中的一种或多种；所述硼源化合物为氧化硼、硼酸、硼氢化钠、氟化硼中的一种或多种；所述螯合剂为草酸、柠檬酸、酒石酸或乙二胺四乙酸的一种或多种；

当采用固相合成法时：所述钠源化合物为碳酸钠、氧化钠、醋酸钠、氯化钠、硝酸钠和柠檬酸钠中的一种或多种；所述镍源化合物为碳酸镍、氧化镍、醋酸镍、硝酸镍、硫酸镍和氯化镍中的一种或多种；所述锰源化合物为碳酸锰、氧化锰、醋酸锰、硝酸锰、硫酸锰和氯化锰中的一种或多种；所述硼源化合物为氧化硼、硼酸、硼氢化钠、氟化硼中的一种或多种。

5.根据权利要求3所述的制备方法，其特征在于：步骤13与步骤23所述两步煅烧均在空气气氛中进行，分为第一步预煅烧和第二步高温煅烧；第一步预煅烧的升温温度为350～600℃，升温速率为2～10℃/min，保温4-10h；第二步高温煅烧的升温温度为800～1000℃，升温速率为2～10℃/min，保温10～24h，保温结束后降至室温。

6.一种钠离子电池正极片，由正极材料、导电添加剂、粘结剂和溶剂制备而成，其特点在于：所述正极材料选自权利要求1所述的非金属硼掺杂的层状氧化物钠离子电池正极材料。

7.一种钠离子电池，由正极片、隔膜、有机电解液和负极金属钠组成，其特征在于：所述正极片为权利要求6所述的钠离子电池正极片。