[发明专利]一种正极前驱体材料及其制备方法和应用

说明书

本发明提供一种正极前驱体材料及其制备方法和应用，所述正极前驱体的组成为aNi_1‑2xMn_xFe_x(OH)₂·bCu_yFe_zMn_1‑y‑zCO₃，a+b＝1,0.3≤a≤0.8，0.2≤b≤0.7，0x≤0.4，0.1≤y≤0.4，0.2≤z≤0.5；其中，所述正极前驱体材料包括Ni_1‑2xMn_xFe_x(OH)₂基体颗粒和Cu_yFe_zMn_1‑y‑z包覆层，所述基体颗粒的至少部分表面被所述包覆层覆盖。该正极前驱体材料有利于改善二次电池、尤其是钠离子电池的循环性能以及能量密度。

技术领域

本发明涉及一种正极前驱体材料，尤其涉及一种正极前驱体材料及其制备方法和应用，属于二次电池材料技术领域。

背景技术

近年来，随着锂资源稀缺、分布不均、开发利用困难等问题逐渐暴露，钠离子电池从成本、资源、能耗等角度而言具有更大的市场竞争优势以及发展前景。但相比于锂离子钠离子的半径更大，扩散动力学更迟缓，使之在能量密度和循环特性上具有本征劣势，解决钠离子电池能量密度及循环性能是钠离子电池长远发展的关键，而解决该问题的最有希望的方法之一是开发高镍钠离子电池。

然而，目前可用的高镍钠离子电池存在明显的缺点，比如，高镍会导致正极材料内部发生混排效应，降低了钠离子扩散的速率，导致放电时其性能不佳；或者，高镍正极材料往往空气稳定性较差，容易与环境中的H₂O、CO₂等发生副反应而阻碍钠离子的脱嵌。

因此，如何得到一种能量密度高、循环性能佳的钠离子正极材料，是亟待解决的技术问题。

发明内容

本发明提供一种正极前驱体材料，该材料特殊的组成以及结构有利于改善二次电池、尤其是钠离子电池的循环性能以及能量密度。

本发明还提供一种正极前驱体材料的制备方法，该制备方法不仅能够得到改善二次电池、尤其是钠离子电池的循环性能以及能量密度的正极前驱体材料，更具有简单易操作的优势。

本发明还提供一种正极活性材料，该正极活性材料特殊的组成以及结构有利于实现改善二次电池、尤其是钠离子电池的循环性能以及能量密度。

本发明提供一种正极前驱体材料，所述正极前驱体材料的组成为aNi_1-2xMn_xFe_x(OH)₂·bCu_yFe_zMn_1-y-zCO₃，a+b＝1,0.3≤a≤0.8，0.2≤b≤0.7，0＜x≤0.4，0.1≤y≤0.4，0.2≤z≤0.5；其中，

所述正极前驱体材料包括Ni_1-2xMn_xFe_x(OH)₂基体颗粒和Cu_yFe_zMn_1-y-z包覆层，所述基体颗粒的至少部分表面被所述包覆层覆盖。

如上所述的正极前驱体材料，其中，所述正极前驱体材料为球形颗粒或类球形颗粒。

如上所述的正极前驱体材料，其中，所述正极前驱体材料的Dv50为2.5～5μm。

如上所述的正极前驱体材料，其中，所述包覆层的厚度为0.2～1μm。

如上所述的正极前驱体材料，其中，所述基体颗粒为球形颗粒或类球形颗粒；