CN115842116B 一种钠离子电池正极材料及其制备方法与应用 （苏州大学）

Chemistry.2020,第53卷323-328.一种钠离子电池正极材料及其制备方法与本发明公开了一种钠离子电池正极材料及核以及包覆在内核表面的CaTiO3介电包覆层组根据化学计量比混合球磨，球磨后的粉料于800~900℃的条件下煅烧15～18h，得到活性物质Na2/3Ni1/3Mn2/3O2与碳酸钙、二氧化钛混合球磨，21.一种钠离子电池正极材料，其特征在于，由Ca、Ti体相位点选择性掺杂的Na2/3Ni1/3Mn2/3O2内核以及包覆在内核表面的CaTi所述钠离子电池正极材料由以下制备方法制备得到：将活性物质Na2/3Ni1/3Mn2/3O2与碳料；所述活性物质Na2/3Ni1/3Mn2/3O2与碳酸钙、二氧化钛的摩尔比为20~30:0.8~1.2:0.8~4.根据权利要求1所述的钠离子电池正极材料，其特征在于，所述球磨的转速为400~7.根据权利要求1所述的钠离子电池正极材料，其特征在于，所述活性物质Na2/3Ni1/2/3Ni1/3Mn2/3O2中各金属元素的化学计量比混合3术工艺相对成熟的锂离子电池能量密度(450Whkg_1)而言，钠离子电池能量密度(200Wh短：目前已报道的绝大部分钠离子电池在低电流密度下(10mAg_1)具有较好的电池寿命与[0005]本发明要解决的技术问题是提供一种钠离子电池正极材本发明选取具有阴离子氧化还原的Na2/3Ni14的Na2/3Ni1/3Mn2/3O2内核以及包覆在内核的包覆层难以有效利用CaTiO3材料的介电效应，无法充分地改善钠离子电池容量衰减问[0015]进一步地，所述无水有机溶剂与活性物质Na2/3Ni1/3Mn2/3O2的体积摩尔比为10~[0021](2)将步骤(1)球磨后的粉料于800～900℃的条件下煅烧15～18h，得到活性物质[0027]进一步地，所述酯类电解液由NaPF6溶解在聚碳酸酯中形成；所述酯类电解液中5极活性物质进行表面CaTiO3介电材料包覆与体相Ca、Ti位点选择性掺杂，得到一种钠离子电池正极材料；所述钠离子电池正极材料的CaTiO3介电材料包覆层通过介电极化有效地调Ti体相位点选择性掺杂能更加合理有效地稳定正极材料在充放电时的晶体结构，使电池在3介电材料包覆层以及Ca、Ti体相掺杂的协同作用下，有效改善钠离子正极材料在高电流密度下晶体结构破坏与电压衰减等问题，实现高电流密度充放电下的长电池寿[0035]2.本发明在正极材料表面制备的CaTiO3介电材料除稳定阴离子氧化还原的作用[0040]图5为实施例1制备的活性物质Na2/3Ni1/3Mn2/3O2与钠离子电池正极材料在水中浸6[0048](2)钠离子电池正极材料的制备：称取0.01mol上述步骤(1)中Na2/3Ni1/3Mn2/3O2粉[0049]对上述制备的钠离子电池正极材料进行X射线衍射表征，表征结果如图1所示(图中实验数据为本实施例制备的钠离子电池正极材料，PDF#00_054_0894Na2/3Ni1/3Mn2/3O2、施例制备的钠离子电池正极材料主要的衍射峰均[0050]对制备的钠离子电池正极材料进行透射电子显微(TEM)、高分辨透射电子显微镜xyzOcc.0000000000000O7[0054]根据上述精修结果，可计算钠离子电池正极材料中包覆层CaTiO3的质量占比为4.04wt内核活性物质的质量占比为95.96wt此外，由精修结果可知内核活性物质中[0057]将本实施例制备的活性物质Na2/3Ni1/3Mn2/3O2与钠离子电池正极材料室温下置于水中浸泡24h，对浸泡前后材料的晶体结构进行表征。结果如图5所示，活性物质Na2/3Ni1/[0061](2)钠离子电池正极材料的制备：称取0.02mol上述步骤(1)中Na2/3Ni1/3Mn2/3O2粉8[0069]电池在进行电化学测试时的一个充放电循环流程：先以10C的电流密度充电至伦效率始终稳定且大于99并且在循环500圈电池容量为初始容量的85.5在高电流密