[发明专利]正极材料及其制备方法、钠离子电池

说明书

本发明公开了一种钠离子正极材料及其制备方法、钠离子电池，钠离子正极材料其化学通式为：Na_x(Ni_aFe_bM_cMn_{1‑a‑b‑c})O₂；钠离子正极材料包括由多个尺寸均匀的片状颗粒团聚形成的类球体；所述片状颗粒的长度为0.5μm～2μm，厚度为50nm～200nm；所述钠离子正极材料的粒度分布集中度α的范围为0.65≤α≤1.25，其中，α＝(Dv₉₀‑Dv₁₀)/Dv₅₀；所述钠离子正极材料的球形度规整性β的范围为1≤β≤1.1，其中，β为Dv₅₀粒径的所述类球体的长轴与短轴比值的平均值。本发明的钠离子正极材料粒径分布窄且形状规则，具有比表面积低、振实密度高、加工性能好等优点。

技术领域

本发明涉及钠离子电池技术领域，更具体地，涉及一种正极材料及其制备方法、钠离子电池。

背景技术

在锂离子三元正极材料中，主元素镍、钴、锰因为离子积相近，可以通过共沉淀法制备粒径分布窄的球型镍钴锰基前驱体，然后通过烧结得到粒径分布窄的二次球型锂离子正极材料，由于锂离子正极材料的粒径分布窄，因此具有比表面积低、振实密度高、加工性能好(合浆，涂布等过程)等优点，便于电芯方案设计，也利于锂离子正极材料在电芯体系中得到长循环寿命。

然而，目前钠离子正极材料，主元素为镍、铁、锰，现有技术通过共沉淀法仅能制备得到形状不规则、粒径分布宽的镍铁锰基前驱体，然后通过烧结得到的钠离子正极材料，该方法制备得到的钠离子正极材料存在比表面积高、振实密度低以及加工性能差的问题。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术存在的上述缺陷，提供一种粒径分布窄且形状规则的钠离子正极材料及其制备方法，使钠离子正极材料具有比表面积低、振实密度高、加工性能好等优点。

为实现上述目的，本发明的第一技术方案如下：

一种正极材料，满足以下特征(1)～(2)：

(1)0.65≤α≤1.25，其中，α＝(Dv90-Dv10)/Dv50；Dv90、Dv10和Dv50分别是所述正极材料的粒度分布参数；

(2)1≤β≤1.1，其中，β为Dv50粒度分布范围内的所述正极材料的长轴长度与短轴长度的比值的平均值。

本发明的第二技术方案如下：

一种正极材料，所述正极材料包括多个片状颗粒，所述片状颗粒取向分布一致性参数γ的范围为0.73≤γ＜1，其中，n为Dv₅₀粒度分布范围内的所述正极材料上被选取用于计算的所述片状颗粒的数量，所述n≥10；θ_i为选取的第i个所述片状颗粒的长度方向与设定的水平轴之间的逆时针方向的夹角，δ为[-π/2,π/2]范围内旋转所述设定的水平轴使γ取最大值时相对所述设定的水平轴的旋转角度。

本发明的第三技术方案如下：

一种正极材料，所述正极材料满足以下关系：

0.70≤Ψ≤1.12，其中，Ψ＝[2-α*β/0.85+γ]/2；

其中，α＝(Dv90-Dv10)/Dv50，Dv90、Dv10和Dv50分别是所述正极材料的粒度分布参数，β为Dv50粒度的所述正极材料的长轴长度与短轴长度的比值的平均值，n为D_v50粒度分布范围内的所述类球体上被选取用于计算的所述片状颗粒的数量，所述n≥10；θ_i为选取的第i个所述片状颗粒的长度方向与设定的水平轴之间的逆时针方向的夹角，δ为[-π/2,π/2]范围内旋转所述设定的水平轴使γ取最大值时相对所述设定的水平轴的旋转角度。

本发明的第四技术方案如下：