單晶鈉離子電池正極材料及其制備方法和電池與流程

1.本發(fā)明屬于鈉離子電池技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種單晶鈉離子電池正極材料及其制備方法和電池。 背景技術(shù)： 2.隨著(zhù)鋰離子電池的白熱化，加上供需關(guān)系、資源地源限制，鋰鹽的價(jià)格飛漲，使得具有成本優(yōu)勢的鈉離子電池逐漸成為各大企業(yè)及高校的研究熱點(diǎn)。鈉離子電池工作原理與鋰離子電池相同，但相比較而言，鈉離子的離子半徑更大，擴散動(dòng)力學(xué)更遲緩，使得鈉離子在能量密度和循環(huán)特性上具有一定的劣勢。 3.鈉離子電池經(jīng)過(guò)近十年各界的大量研究，形成了主要以過(guò)渡金屬氧化物、普魯士藍、聚陰離子磷酸鹽等體系的產(chǎn)品，其中過(guò)渡金屬氧化物因具有相對較高的比容量，得到了大家的青睞，但循環(huán)性能差、能量密度低一直是影響鈉離子電池正極材料應用的重要因素。 4.目前市場(chǎng)有的過(guò)渡金屬氧化物主要分為兩種，一種是含銅元素的鎳錳鐵銅基氧化物，另一種是鎳鐵錳基氧化物，無(wú)論是這兩種中的任何一種，改變鎳、鐵、錳、銅元素的不同配比可以獲得不同性能的鈉離子電池正極材料。也由于元素配比不同，使得其與電解液接觸時(shí)材料的穩定性也隨之變化。而影響鈉離子電池正極材料循環(huán)壽命的因素有：1.循環(huán)過(guò)程中表面晶體結構的重構；2.在循環(huán)過(guò)程中由于各向異性的體積膨脹導致的團聚顆粒破裂。研究發(fā)現，團聚顆粒內部的顆粒與顆粒的連接結構會(huì )造成局部的電流密度上升，從而產(chǎn)生很大的應力，從而影響材料的循環(huán)性能；同時(shí)，顆粒內部的各個(gè)部分之間，也存在著(zhù)充電狀態(tài)不一致的現象，這會(huì )影響電極的電化學(xué)性能。 5.另外，當鈉離子電池正極材料脫鈉量較大時(shí)，結構變得十分脆弱，晶格內活性金屬和氧發(fā)生位移，達到一定的高溫高壓，原子重排再構逐步加劇，晶粒體積和物相發(fā)生較大變化；另一方面，當正極材料脫鈉后，氧化性增強，極易與電解液發(fā)生化學(xué)和電化學(xué)作用，導致材料容易脫氧、過(guò)渡金屬溶解，特別在高電壓下電解液會(huì )被氧化，產(chǎn)生h + ，提高了電解液的酸度，從而使電極材料表面膜遭到hf的破壞，界面的成分和結構進(jìn)一步被改變，嚴重影響材料電化學(xué)性能和循環(huán)性能。 技術(shù)實(shí)現要素： 6.本發(fā)明要解決的技術(shù)問(wèn)題是：提供一種單晶鈉離子電池正極材料，提高鈉離子電池的循環(huán)性能。 7.針對上述技術(shù)問(wèn)題，本技術(shù)的發(fā)明人經(jīng)過(guò)深入研究得到一種具有單晶形貌的單晶鈉離子電池正極材料，該材料結構完整，加工性能良好，在循環(huán)過(guò)程中不會(huì )出現顆粒碎裂的情況，有效減少因顆粒碎裂而產(chǎn)生新的界面，新的界面與電解液接觸，消耗電解液的同時(shí)