1.本發明屬于鈉離子電池材料技術領域,具體涉及多層結構的鈉離子電池正極材料及其前驅體、以及制備方法。
背景技術:
2.成本較低的鈉離子電池具有較高的比能量密度、優秀的能量轉換效率和較長的充放電循環壽命,為逐步取代鉛酸電池提供了契機。鈉離子層狀氧化物相對易于合成,電壓范圍可調并顯示出較高的比容量。
3.目前,影響鈉離子層狀氧化物正極材料循環穩定性的因素有:(1)不可逆相變:在層狀鈉離子電池的充放電過程中,鈉離子從正極材料的層間反復嵌脫,p型和o型正極材料都會發生相轉變。由于材料相轉變伴隨著體積變化,材料在反復的膨脹-收縮-膨脹-收縮的過程中會不斷積累應力,最終出現材料結構的破壞并造成電極顆粒開裂,加劇電極材料與電解液的副反應,嚴重時出現電極粉末化的現象,大量電極顆粒失去與集流體的電接觸,降低有效活性物質的含量,導致電化學性能的下降。
4.(2)錳離子的溶解和姜泰勒效應:當不同過渡金屬離子的化學計量比發生變化時,不同價態錳離子的含量也會隨之變化,引起錳離子平均價態的變化。mn
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的化學穩定性較高,mn
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和mn
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會造成電極材料性能的降低。mn
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會溶解在電解液中并最終到達負極,這一部分mn
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會刺激負極表面sei膜的不斷生長,消耗電解液,最終使電池失效。mn
3+
會發生歧化反應,造成mn
2+
含量的上升,進一步加大電解液的消耗。
技術實現要素:
5.本發明的目的是提供一種循環性能優異的鈉離子電池正極材料、以及其前驅體。此外,本發明提供鈉離子電池正極材料及其前驅體的制備方法。
6.為實現上述目的,本發明提供如下具體的技術方案。
7.首先,本發明提供一種鈉離子電池正極材料的前驅體,包含三層結構,內層為富鎳的鎳鈷錳氫氧化物內核,中間層為錳鈦氫氧化物過渡層,外層為富錳的鎳鈷錳氫氧化物外殼。
8.在本發明的部分優選實施方式中,富鎳的鎳鈷錳氫氧化物的分子式為mn
x1
ni
y1
co
z1
(oh)2,0.2≤x1《0.5,0.3≤y1《0.6,z1《0.4,x1+y1+z1=1。
9.在本發明的部分優選實施方式中,錳鈦氫氧化物的分子式為mn
x2
ti
n2
(oh)2,0.60≤x2《0.85,0.1《n2≤0.4,x2+n2=1。
10.在本發明的部分優選實施方式中,富錳的鎳鈷錳
聲明:
“多層結構的鈉離子電池正極材料及其前驅體、以及制備方法與流程” 該技術專利(論文)所有權利歸屬于技術(論文)所有人。僅供學習研究,如用于商業用途,請聯系該技術所有人。
我是此專利(論文)的發明人(作者)