[发明专利]一种钠离子电池正极材料及其制备方法和使用方法

摘要

本发明公开了一种钠离子电池正极材料及其制备方法和使用方法，属于电化学领域。所述材料的成分是层状镍锰酸钠，化学通式为NaxNi0.5+yMn0.5‑yO2，其中x取值在0.9~1.1之间，y取值在0~0.2之间。本发明将可溶性锰化合物和镍化合物的混合溶液通过草酸盐沉淀出来，并在水和乙醇的混合溶液中进行水热反应，最后经过热处理即得到层状镍锰酸钠产品。本发明解决了现有技术中存在的前驱体成分控制重现性差，产品结构和形貌不可控等问题，由于前驱体结构均一且化学计量比准确，乙醇/水热处理后结构进一步优化，最终可以得到显著优于传统方法的材料。

主权项

一种钠离子电池正极材料，其特征在于：所述材料的成分是层状镍锰酸钠，化学通式为NaxNi0.5+yMn0.5‑yO2，其中x取值在0.9~1.1之间，y取值在0~0.2之间；其制备方法包括以下步骤：（1）前驱体的制备：将可溶性镍化合物、锰化合物按照NaxNi0.5+yMn0.5‑yO2的化学计量比配制水溶液A，其中所述水溶液A中的金属离子总浓度为0.01‑5 mol/L；将上述配制的水溶液A加热到60‑80 ℃，并采用碱性溶液B调节水溶液A 的pH值为6‑8；配制浓度为0.5‑2mol/L 的草酸铵溶液C，并在溶液C中额外加入相当于草酸铵物质的量的10%‑20%的草酸；缓慢向处于加热和搅拌状态的水溶液A中滴加上述草酸铵溶液C，至出现浑浊时快速加入草酸铵溶液C，过滤得沉淀物D；（2）水热处理：将沉淀物D与可溶性钠化合物转移到水热反应装置中，水热溶剂为乙醇与水的混合液，水热温度为140‑200 ℃，水热时间为16‑36 h；水热反应后得到固体粉末E；（3）高温反应：将固体粉末E于750‑900 ℃ 保持4‑24 h，随炉冷却至150 ℃得到钠离子电池正极材料—层状镍锰酸钠产品。