[发明专利]一种钠离子电池正极材料的包覆方法

说明书

本发明公开了一种钠离子电池正极材料的包覆方法，包括以下步骤，(1)将钛源化合物、铝源化合物、β‑二酮类稳定剂加入溶剂中，充分溶解后得到A液；(2)将含钠化合物溶入去离子水中得到易溶性碱性溶液，将A液加入易溶性碱性溶液中，得到B液；(3)将钠离子电池正极材料加入B液中，充分搅拌，烘干后得到混合粉末；(4)将得到的混合粉末进行热处理、粉碎过筛，得到包覆后的钠离子电池正极材料。本发明能够保护钠离子电池正极材料的表面稳定性，能够抑制副反应的发生，保持正极材料的电化学反应活性。

技术领域

本发明属于钠离子电池正极材料技术领域，具体涉及一种钠离子电池正极材料的包覆方法。

背景技术

随着新能源技术的广泛应用，钠离子电池逐渐走进人们的视野，全球钠离子存储丰富，可以作为绿色能源发展的重要支撑，目前市场上仍以锂电池为主要电池能源，但仅仅依靠锂离子电源难以改变传统能源结构，且我国锂电受到锂资源储量和分布不均匀的限制，不足以支撑电动汽车和电网储能产业的发展。因此，钠离子电池的研究备受瞩目，其中起决定性作用的钠离子电池正极材料更是成为重要研究对象。

研究表明，当提高电池充电终止电压时，钠离子电池正极材料的晶体结构发生变化，截止电压达到4.3V时发现材料晶体结构演变过程变得复杂且不同，导致电量转换效率低，电极活性衰减也会越来越严重，这是由于相变会出现较大体积的变化，进而导致颗粒的破碎或与极片的脱落；其次，这种不可逆的相变过程会导致Na离子不能完全可逆地脱出/嵌入，长期循环过后结构发生变化，会出现放电电压的持续衰减，相变后还会引起钠离子扩散动力学性能变差，为了抑制相变同时进一步提高钠离子电池正极材料在高电压下的电性能，通常在其表面包覆一层材料，进而来阻止高电压下钠离子电池正极材料结构由表及里的坍塌。

传统钠离子电池正极材料的包覆方法多采用固相包覆，其缺点在于包覆材料在正极材料表面不均匀，从而极大限制了对材料结构稳定性的提升。

发明内容

本发明的第一个目的是克服现有技术中钠离子电池正极材料包覆不均匀的特点，提供一种永固钠离子电池正极材料包覆的方法，并提高钠离子电池正极材料的充放电平台和首次效率，同时改善钠离子电池正极材料的循环性能。

本发明的技术方案如下

一种钠离子电池正极材料的包覆方法，所述方法包括以下步骤：

(1)将钛源化合物、铝源化合物、β-二酮类稳定剂加入溶剂中进行充分溶解得到A液，其中钛源化合物中的Ti、铝源化合物中的Al和β- 二酮类稳定剂的摩尔比为(0.3-2):(0.6-4):1；

(2)将含钠化合物溶入去离子水中得到易溶性碱性溶液，将A液加入易溶性碱性溶液中，得到B液，其中钛源化合物的Ti与易溶性碱性溶液中Na的摩尔比为0.5:2～1:2；铝源化合物中铝与易溶性碱性溶液中Na 的摩尔比为0.5:1～1:1；

(3)将钠离子电池正极材料加入B液中，充分搅拌，烘干后得到混合粉末，其中Ti与钠离子电池正极材料的摩尔比为0.001％～1.0％；

(4)将得到的混合粉末进行热处理、粉碎过筛，得到包覆后的钠离子电池正极材料。

根据上述的钠离子电池正极材料的包覆方法，其特征在于

步骤(1)中钛源化合物可以选自钛酸四丁酯、钛酸四丙酯、钛酸正丁酯中的一种或多种；铝源化合物可以选自异丙醇铝、三乙醇铝、硝酸铝中一种或多种；β-二酮类稳定剂可以选自乙酰丙酮、苯甲酰丙酮、二苯甲酰甲烷中的一种或多种；所述溶剂可以选自乙醇、丙酮、乙二醇中的一种或多种。

步骤(2)中含钠化合物可以选自氢氧化钠、碳酸钠，碳酸氢钠、磷酸钠、醋酸钠中的一种或两种以上。

步骤(4)中所述热处理的条件为，400℃～1000℃、保温3～15h。