双包覆钠离子电池三元正极材料及其制备方法与流程
未命名
08-29
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1.本发明涉及正极材料制备技术领域,尤其涉及一种双包覆钠离子电池三元正极材料及其制备方法。
背景技术:
2.钠离子电池(sibs)因其与锂离子电池具有相似的电化学特性,成为下一代备受瞩目的替代品。尤其是,正极材料成为开发高性能钠离子电池的关键部分,其中层状过渡金属氧化物na
x
tmo2由于制作工艺与锂离子电池三元正极材料类似、晶体结构相同且其本身具有较为突出的优异性能,成为极具有应用前景的储钠正极材料,并已经成为业界的研究重点。最代表性的o3型na[ni
x
feymnz]o2层状氧化物是一类研究较早的嵌入型化合物,不仅有周期性层状结构和二维离子传输通道,还有高na含量,脱出更多的钠离子,表现较高的容量。然而,此类o3型层状氧化物对潮湿的空气环境不稳定,相变复杂和界面副反应严重,进而引起严重的结构/形态退化以及迟缓的钠离子脱/嵌动力学,导致其循环稳定性仍然远远低于储能装置的要求,限制了其进一步应用。
[0003]
目前,已报道采用多种策略来改善这些正极材料,如掺杂(即li、mg、b、nb、sr、f、ti、al、y、ca、cu等元素)策略,通过提高提高tm-o的键能,当钠离子脱嵌时,保持晶体体相结构稳定。其次通过包覆方法,如选择c、tio2、zro、al2o3、zno、uio-66、cup-cof,znp-cof、c9h
21
alo3、na2sio3、napo3、alpo4、mg3(po4)2等作为包覆材料来修饰钠电层状氧化物正极的表面,作为功能层。但是包覆材料功能单一,不能满足钠离子快速传输需求,导致电池的倍率性能不佳。
技术实现要素:
[0004]
鉴于上述问题,本发明的目的在于提供一种双包覆钠离子电池三元正极材料及其制备方法,双包覆钠离子电池三元正极材料具有高倍率性、高循环性能的优势。
[0005]
为实现上述目的,本发明第一方面提供了一种双包覆钠离子电池三元正极材料的制备方法,包括步骤:
[0006]
(1)将钠离子电池三元正极材料置于反应釜中,加入溶液a和金属盐溶液b,加热搅拌,然后过滤、洗涤、干燥,得到第一包覆层正极材料;
[0007]
其中,将咪唑、咪唑衍生物或有机酸溶于溶剂中,得到溶液a,将金属盐溶于溶剂中,形成金属盐溶液b;
[0008]
(2)将第一包覆层正极材料、硅烷偶联剂、溶剂混合,加热搅拌,然后进行固液分离,烘干,得到半成品;
[0009]
(3)将半成品放入气氛回转炉中,在空气气氛下,烧结,得到双包覆钠离子电池三元正极材料。
[0010]
本发明的双包覆钠离子电池三元正极材料的制备方法,在进行第一次包覆时,采用溶液a和金属盐溶液b,将咪唑、咪唑衍生物或有机酸溶于溶剂中,得到溶液a,将金属盐溶
于溶剂中,形成金属盐溶液b,金属离子和有机配体配位在正极材料表面构成金属有机框架(mofs),mofs材料具有优异电子和离子传导可调性,促进钠离子快速迁移,优化正极材料的电子、离子电导率,提高倍率性能。但是会增加材料比表,且具有亲水性,增加副反应。因此,在金属有机框架外层包覆硅烷偶联剂层作为第二层,降低整体材料的亲水性,避免残碱的形成,提高其空气稳定性;同时弥补mof亲水表面及材料高比表面积导致了电极材料和电解液接触面积的增加,使得首次充放电的库伦效率偏低。因此本发明通过在正极材料外进行双包覆层改性,内层为金属有机框架,可提高电子、离子电导率;采用具有弹性的硅烷偶联剂做外层包覆,可以通过抵抗内部压力来减少内部裂纹的产生且表面结构稳定性得到了增强,提升了双包覆三元正极材料在循环过程中的容量保持率,使其展现出具有高倍率性、高循环性能等优点。
[0011]
在一些实施例中,步骤(1)中,所述咪唑选自二甲基咪唑、二乙基四甲基咪唑、二苯基咪唑中的至少一种,但不以此为限。
[0012]
在一些实施例中,步骤(1)中,溶剂选为甲醇、乙醇、丙醇、异丙醇、丙酮、二甲基甲酰胺、二甲基乙酰胺中的至少一种,但不以此为限。
[0013]
在一些实施例中,溶液a的浓度为1-3mol/l,但不以此为限。作为示例地,溶液a的浓度可为但不限于1mol/l、2mol/l、3mol/l。
[0014]
在一些实施例中,金属盐溶液b的浓度为1-3mol/l,但不以此为限。作为示例地,金属盐溶液b的浓度可为但不限于1mol/l、2mol/l、3mol/l。
[0015]
在一些实施例中,钠离子电池三元正极材料、溶液a与金属盐溶液b的质量比为1:(0.5~4):(0.5~5),但不以此为限。
[0016]
在一些实施例中,所述有机酸选自5-羟基间苯二甲酸、均苯三甲酸、1,2,4,5-苯四羧酸、2,2'-联吡啶-5,5'-二羧酸、2-氨基对苯二甲酸中的至少一种,但不以此为限。
[0017]
在一些实施例中,所述金属盐选自乙酸钴、硝酸钴、硫酸钴、乙酸镍、硝酸镍、硫酸镍、硝酸铁、二茂铁、硫酸铁、氯化铁、硝酸铜、硫酸铜、氯化锆、乙酸镁、氧化镁中的至少一种,但不以此为限。
[0018]
在一些实施例中,步骤(1)中,所述钠离子电池三元正极材料为层状金属氧化物材料,其化学式为nani
x
feymn
zr1-x-y-z
o2,
[0019]
其中,r为掺杂元素,0.1≤x≤0.9、0.1≤y≤0.9、0.1≤z≤0.9,x,y,z的取值满足化学式的电荷平衡。
[0020]
在一些实施例中,r为al、ti、mg、zr、w、mo、ta、nb、y、co、sr、b、ce、la、li、k、cu、ce、sm中的至少一种,作为示例,r为zr或mg,但不限于此。
[0021]
在一些实施例中,钠离子电池三元正极材料的晶型形貌为单晶或多晶,但不以此为限。
[0022]
在一些实施例中,钠离子电池三元正极材料的粒径为2μm~30μm,但不以此为限。
[0023]
在一些实施例中,双包覆钠离子电池三元正极材料中第一包覆层的厚度为5~35nm,但不以此为限。
[0024]
在一些实施例中,所述硅烷偶联剂选自乙烯基类、氯烃基、氨烃基类、环氧烃基类、甲基丙烯酰氧烷基类、含巯烃基类、季铵烃基类中的至少一种,但不以此为限。作为示例地,硅烷偶联剂为3-氨基丙基三乙氧基硅烷偶联剂或γ-脲基丙基三乙氧基硅烷偶联剂,但不
以此为限。
[0025]
在一些实施例中,步骤(1)中,加热温度为30℃~100℃,但不以此为限。
[0026]
在一些实施例中,步骤(3)中,烧结温度为300℃~500℃,但不以此为限。
[0027]
在一些实施例中,硅烷偶联剂的溶液浓度是1-3mol/l,但不以此为限。
[0028]
在一些实施例中,硅烷偶联剂的质量为正极材料质量的0.1%-5%,但不以此为限。
[0029]
相应地,本发明还提供一种双包覆钠离子电池三元正极材料,采用上述制备方法制得,制得的双包覆钠离子电池三元正极材料具有高倍率性、高循环性能。
具体实施方式
[0030]
以下将结合实施例对本发明的构思及产生的技术效果进行清楚、完整地描述,以充分地理解本发明的目的、特征和效果。显然,所描述的实施例只是本发明的一部分实施例,而不是全部实施例,基于本发明的实施例,本领域的技术人员在不付出创造性劳动的前提下所获得的其他实施例,均属于本发明保护的范围。
[0031]
实施例1
[0032]
双包覆钠离子电池三元正极材料的制备方法,其特征在于,包括步骤:
[0033]
(1)将20g对苯二甲酸与100gn,n-二甲基甲酰胺混合均匀,形成苯二甲酸溶液;将15g氯化锆均匀分散在100gn,n-二甲基甲酰胺,得到氯化锆分散液;
[0034]
将400g钠离子多晶三元正极材料nani
0.3
fe
0.5
mn
0.2
o2、100g苯二甲酸溶液和120g氯化锆分散液依次加入反应釜中,在40℃下,80r/min搅拌30min,过滤、甲醇洗涤三次,在100℃干燥8h,得到zr-mof包覆三元正极材料,即第一包覆层正极材料;
[0035]
(2)将400g zr-mof包覆三元正极材料、100g乙醇、0.4g 3-氨基丙基三乙氧基硅烷偶联剂依次加入反应釜中,在60℃下,100r/min搅拌30min,过滤、乙醇洗涤三次,在100℃干燥8h,得到双包覆三元正极材料半成品;
[0036]
(3)将双包覆三元正极材料半成品放入气氛回转炉中,在空气气氛下,以2.5℃/min的升温速率加热升温至450℃,恒温烧结3小时,降至室温,制得成品,得到双包覆钠离子电池三元正极材料。
[0037]
实施例2
[0038]
双包覆钠离子电池三元正极材料的制备方法,其特征在于,包括步骤:
[0039]
(1)将20g对苯二甲酸与100gn,n-二甲基甲酰胺混合均匀,形成苯二甲酸溶液;将15g氯化锆均匀分散在100gn,n-二甲基甲酰胺,得到氯化锆分散液;
[0040]
将400g钠离子单晶三元正极材料nani
0.3
fe
0.5
mn
0.2
o2、100g苯二甲酸溶液和120g氯化锆分散液依次加入反应釜中,在40℃下,80r/min搅拌30min,过滤、甲醇洗涤三次,在100℃干燥8h,得到zr-mof包覆三元正极材料,即第一包覆层正极材料;
[0041]
(2)将400g zr-mof包覆三元正极材料、100g乙醇、0.4g 3-氨基丙基三乙氧基硅烷偶联剂依次加入反应釜中,在60℃下,100r/min搅拌30min,过滤、乙醇洗涤三次,在100℃干燥8h,得到双包覆三元正极材料半成品;
[0042]
(3)将双包覆三元正极材料半成品放入气氛回转炉中,在空气气氛下,以2.5℃/min的升温速率加热升温至450℃,恒温烧结3小时,降至室温,制得成品,得到双包覆钠离子
电池三元正极材料。
[0043]
实施例3
[0044]
双包覆钠离子电池三元正极材料的制备方法,其特征在于,包括步骤:
[0045]
(1)将20g对苯二甲酸与100gn,n-二甲基甲酰胺混合均匀,形成苯二甲酸溶液;将15g氯化锆均匀分散在100gn,n-二甲基甲酰胺,得到氯化锆分散液;
[0046]
将400g钠离子多晶三元正极材料nani
0.3
fe
0.4
mn
0.2
mg
0.1
o2、100g苯二甲酸溶液和120g氯化锆分散液依次加入反应釜中,在40℃下,80r/min搅拌30min,过滤、甲醇洗涤三次,在100℃干燥8h,得到zr-mof包覆三元正极材料,即第一包覆层正极材料;
[0047]
(2)将400g zr-mof包覆三元正极材料、100g乙醇、0.4g 3-氨基丙基三乙氧基硅烷偶联剂依次加入反应釜中,在60℃下,100r/min搅拌30min,过滤、乙醇洗涤三次,在100℃干燥8h,得到双包覆三元正极材料半成品;
[0048]
(3)将双包覆三元正极材料半成品放入气氛回转炉中,在空气气氛下,以2.5℃/min的升温速率加热升温至450℃,恒温烧结3小时,降至室温,制得成品,得到双包覆钠离子电池三元正极材料。
[0049]
实施例4
[0050]
双包覆钠离子电池三元正极材料的制备方法,其特征在于,包括步骤:
[0051]
(1)将20g对苯二甲酸与100gn,n-二甲基甲酰胺混合均匀,形成苯二甲酸溶液;将15g乙酸镁均匀分散在100gn,n-二甲基甲酰胺,得到乙酸镁分散液;
[0052]
将400g钠离子多晶三元正极材料nani
0.3
fe
0.5
mn
0.2
o2、100g苯二甲酸溶液和120g乙酸镁分散液依次加入反应釜中,在40℃下,80r/min搅拌30min,过滤、甲醇洗涤三次,在100℃干燥8h,得到mg-mof包覆三元正极材料,即第一包覆层正极材料;
[0053]
(2)将400g mg-mof包覆三元正极材料、100g乙醇、0.4g 3-氨基丙基三乙氧基硅烷偶联剂依次加入反应釜中,在60℃下,100r/min搅拌30min,过滤、乙醇洗涤三次,在100℃干燥8h,得到双包覆三元正极材料半成品;
[0054]
(3)将双包覆三元正极材料半成品放入气氛回转炉中,在空气气氛下,以2.5℃/min的升温速率加热升温至450℃,恒温烧结3小时,降至室温,制得成品,得到双包覆钠离子电池三元正极材料。
[0055]
实施例5
[0056]
双包覆钠离子电池三元正极材料的制备方法,其特征在于,包括步骤:
[0057]
(1)将20g对苯二甲酸与100gn,n-二甲基甲酰胺混合均匀,形成苯二甲酸溶液;将15g氯化锆均匀分散在100gn,n-二甲基甲酰胺,得到氯化锆分散液;
[0058]
将400g钠离子多晶三元正极材料nani
0.3
fe
0.5
mn
0.2
o2、100g苯二甲酸溶液和120g氯化锆分散液依次加入反应釜中,在40℃下,80r/min搅拌30min,过滤、甲醇洗涤三次,在100℃干燥8h,得到zr-mof包覆三元正极材料,即第一包覆层正极材料;
[0059]
(2)将400g zr-mof包覆三元正极材料、100g乙醇、0.4gγ-脲基丙基三乙氧基硅烷偶联剂依次加入反应釜中,在60℃下,100r/min搅拌30min,过滤、乙醇洗涤三次,在100℃干燥8h,得到双包覆三元正极材料半成品;
[0060]
(3)将双包覆三元正极材料半成品放入气氛回转炉中,在空气气氛下,以2.5℃/min的升温速率加热升温至450℃,恒温烧结3小时,降至室温,制得成品,得到双包覆钠离子
电池三元正极材料。
[0061]
实施例6
[0062]
双包覆钠离子电池三元正极材料的制备方法,其特征在于,包括步骤:
[0063]
(1)将20g对苯二甲酸与100gn,n-二甲基甲酰胺混合均匀,形成苯二甲酸溶液;将15g氯化锆均匀分散在100gn,n-二甲基甲酰胺,得到氯化锆分散液;
[0064]
将400g钠离子多晶三元正极材料nani
0.3
fe
0.5
mn
0.2
o2、100g苯二甲酸溶液和120g氯化锆分散液依次加入反应釜中,在40℃下,80r/min搅拌30min,过滤、甲醇洗涤三次,在100℃干燥8h,得到zr-mof包覆三元正极材料,即第一包覆层正极材料;
[0065]
(2)将400g zr-mof包覆三元正极材料、100g乙醇、1g 3-氨基丙基三乙氧基硅烷偶联剂依次加入反应釜中,在60℃下,100r/min搅拌30min,过滤、乙醇洗涤三次,在100℃干燥8h,得到双包覆三元正极材料半成品;
[0066]
(3)将双包覆三元正极材料半成品放入气氛回转炉中,在空气气氛下,以2.5℃/min的升温速率加热升温至450℃,恒温烧结3小时,降至室温,制得成品,得到双包覆钠离子电池三元正极材料。
[0067]
对比例1
[0068]
该对比例直接以钠离子多晶三元正极材料nani
0.3
fe
0.5
mn
0.2
o2作为钠离子电池正极材料,没有双层包覆工艺。
[0069]
对比例2
[0070]
对比例2与实施例1基本相同,区别在于对比例2中没有第二层包覆工艺,具体如下:
[0071]
该正极材料的制备方法,包括步骤:
[0072]
(1)将20g对苯二甲酸与100gn,n-二甲基甲酰胺混合均匀,形成苯二甲酸溶液;将15g氯化锆均匀分散在100gn,n-二甲基甲酰胺,得到氯化锆分散液;
[0073]
将400g钠离子多晶三元正极材料nani
0.3
fe
0.5
mn
0.2
o2、100g苯二甲酸溶液和120g氯化锆分散液依次加入反应釜中,在40℃下,80r/min搅拌30min,过滤、甲醇洗涤三次,在100℃干燥8h,得到zr-mof包覆三元正极材料,即第一包覆层正极材料;
[0074]
(2)将zr-mof包覆三元正极材料放入气氛回转炉中,在空气气氛下,以2.5℃/min的升温速率加热升温至450℃,恒温烧结3小时,降至室温,制得成品,得到钠离子电池三元正极材料。
[0075]
对比例3
[0076]
对比例3与实施例1基本相同,区别在于对比例3中没有第一层包覆工艺,具体如下:
[0077]
该正极材料的制备方法,包括步骤:
[0078]
(1)将400g钠离子多晶三元正极材料nani
0.3
fe
0.5
mn
0.2
o2、100g乙醇、0.4g3-氨基丙基三乙氧基硅烷偶联剂依次加入反应釜中,在60℃下,100r/min搅拌30min,过滤、乙醇洗涤三次,在100℃干燥8h,得到三元正极材料半成品;
[0079]
(2)将三元正极材料半成品放入气氛回转炉中,在空气气氛下,以2.5℃/min的升温速率加热升温至450℃,恒温烧结3小时,降至室温,制得成品,得到钠离子电池三元正极材料。
[0080]
将实施例1至6和对比例1-3的正极材料进行电化学性能测试,其结果如表1-2所示。
[0081]
电化学性能测试:将正极材料与导电炭黑、聚偏氟乙烯粘结剂按照90:5:5的质量比混合,加入适量n-甲基吡咯烷酮溶液,直至在常温干燥的环境中研磨形成浆料;将制备好的浆料均匀涂覆于集流体的铝箔上,初次烘干后,进行压实处理,裁成直径为12mm的圆形极片;将圆形极片在真空条件下以120℃的温度干燥12小时后随即转移到手套箱中备用。
[0082]
在氩气气氛的手套箱内进行组装,实施例1-6或对比例1-3的正极材料为正极,以金属钠作为对电极,以玻璃纤维作为隔膜,以1mol/l naclo6的碳酸乙烯酯(ec)/碳酸二甲酯(dmc)/碳酸丙烯酯(pc)(体积比1︰1︰1)为溶剂,及加入5%体积比的添加剂氟代碳酸乙烯酯(fec)作为电解液,装配成cr2032扣式电池。使用恒流充放电模式,以0.1c/0.1c充放电在2.0v-4.0v的电压窗口下进行充放电测试,获取首次放电比容量,测试结果见下表2。
[0083]
长循环200周循环保持率,测试条件为:先对钠离子电池进行化成,在40℃下先以0.01c恒流充电到3.5v,再以0.2c恒流充电至4.0v,再恒压至0.05c,静置10min后,然后在30
±
0.5℃下以0.1c放电至2.0v。其中,200周容量保持率按以下公式计算:
[0084]
200周容量保持率=200周循环后的放电容量/初始放电容量
×
100%。
[0085]
钠离子扩散系数的测试方法:对实施例1-6与对比例1-3所得的钠离子电池正极材料组装半电池。采用gitt法考察实施例1-6与对比例1-3所得的钠离子电池正极材料对充放电过程钠离子扩散与电荷转移的影响。物质的动态扩散过程一般遵循fick第二定律,在此过程中电势e与时间的关系需要采用该定律进行描述,简化的扩散系数表达式为:其中,τ为弛豫时间,mb为活性组分的分子摩尔量,vm为摩尔体积,s为接触面积,δes为脉冲过程的电压变化,δet为恒电流充放电过程中的电压变化。
[0086][0087]
表1粉体的测试结果
[0088]
[0089][0090]
由表1的结果可知,相较于对比例1,实施例1-6获得的双包覆钠离子电池正极材料和比表面积略微增加,证明其表面可能存在孔洞,间接佐证包覆成功。此外对比例3尽管单包覆,其包覆层为硅烷偶联剂,比表面积增加不明显。但对比例2为单包覆层为mof材料包覆,比表增加较为明显,因mof材料本身具有丰富的孔结构导致。实施例1-6、对比例2-3相对于对比例1,其无论单层包覆还是双层包覆均可增加包覆材料在空气中的稳定性即表现出较低的水份值;同时隔绝材料表面游离钠与空气潮湿的空气反应,稳固结构,降低ph。
[0091]
表2电池的测试结果
[0092][0093][0094]
由表2的结果可知,相较于对比例1至3,实施例1-6获得的双包覆钠离子电池三元正极材料具有较高的钠离子扩散系数、更优的循环性能和安全性能。对比例1为空白对照,没有包覆层,其容量相当,但是循环保持率和钠离子扩散系数均较低,主要是缺少表面功能层的保护,其中副反应造成了性能劣化。对比例2、3相对于对比例1,实现正极材料的表面单一包覆,其粉体比表面积,ph有所降低,性能有所提高;但其相对于实施例1-6双包覆钠离子电池三元正极材料,其在空气中的稳定性较差,导致整体电化学性能不佳。主要原因是,本发明采用的双包覆钠离子电池三元正极材料,内层为mof材料,能提高电子、离子电导率;同
时配合采用具有弹性的硅烷偶联剂做外层包覆,能够通过抵抗内部压力来减少内部裂纹的产生,且使得表面结构稳定性得到增强。同时表现出优异的钠离子扩散系数,表明钠离子从材料表面到内核或内核到材料表面迁移速度较快,有效提升双包覆钠离子电池三元正极材料在循环过程中的容量保持率。
[0095]
最后应当说明的是,以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非对本发明保护范围的限制,尽管参照较佳实施例对本发明作了详细说明,但是也并不仅限于实施例中所列,本领域的普通技术人员应当理解,可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换,而不脱离本发明技术方案的实质和范围。
技术特征:
1.双包覆钠离子电池三元正极材料的制备方法,其特征在于,包括步骤:(1)将钠离子电池三元正极材料置于反应釜中,加入溶液a和金属盐溶液b,加热搅拌,然后过滤、洗涤、干燥,得到第一包覆层正极材料;其中,将咪唑、咪唑衍生物或有机酸溶于溶剂中,得到溶液a,将金属盐溶于溶剂中,形成金属盐溶液b;(2)将第一包覆层正极材料、硅烷偶联剂、溶剂混合,加热搅拌,然后进行固液分离,烘干,得到半成品;(3)将半成品放入气氛回转炉中,在空气气氛下,烧结,得到双包覆钠离子电池三元正极材料。2.根据权利要求1所述的双包覆钠离子电池三元正极材料的制备方法,其特征在于,步骤(1)中,所述咪唑选自二甲基咪唑、二乙基四甲基咪唑、二苯基咪唑中的至少一种。3.根据权利要求1所述的双包覆钠离子电池三元正极材料的制备方法,其特征在于,步骤(1)中,所述有机酸选自5-羟基间苯二甲酸、均苯三甲酸、1,2,4,5-苯四羧酸、2,2'-联吡啶-5,5'-二羧酸、2-氨基对苯二甲酸中的至少一种。4.根据权利要求1所述的双包覆钠离子电池三元正极材料的制备方法,其特征在于,步骤(1)中,所述金属盐选自乙酸钴、硝酸钴、硫酸钴、乙酸镍、硝酸镍、硫酸镍、硝酸铁、二茂铁、硫酸铁、氯化铁、硝酸铜、硫酸铜、氯化锆、乙酸镁、氧化镁中的至少一种。5.根据权利要求1所述的双包覆钠离子电池三元正极材料的制备方法,其特征在于,步骤(1)中,所述钠离子电池三元正极材料为层状金属氧化物材料,其化学式为nani
x
fe
y
mn
z
r
1-x-y-z
o2,其中,r为掺杂元素,0.1≤x≤0.9、0.1≤y≤0.9、0.1≤z≤0.9,x,y,z的取值满足化学式的电荷平衡。6.根据权利要求5所述的双包覆钠离子电池三元正极材料的制备方法,其特征在于,r为al、ti、mg、zr、w、mo、ta、nb、y、co、sr、b、ce、la、li、k、cu、ce、sm中的至少一种。7.根据权利要求1所述的双包覆钠离子电池三元正极材料的制备方法,其特征在于,所述硅烷偶联剂选自乙烯基类、氯烃基、氨烃基类、环氧烃基类、甲基丙烯酰氧烷基类、含巯烃基类、季铵烃基类中的至少一种。8.根据权利要求1所述的双包覆钠离子电池三元正极材料的制备方法,其特征在于,步骤(1)中,加热温度为30℃~100℃。9.根据权利要求1所述的双包覆钠离子电池三元正极材料的制备方法,其特征在于,步骤(3)中,烧结温度为300℃~500℃。10.双包覆钠离子电池三元正极材料,其特征在于,采用权利要求1-9任一项所述的制备方法制得。
技术总结
本发明公开双包覆钠离子电池三元正极材料及其制备方法,包括步骤:(1)将钠离子电池三元正极材料置于反应釜,加入溶液A和金属盐溶液B,加热搅拌,然后过滤、洗涤、干燥,得到第一包覆层正极材料;将咪唑、咪唑衍生物或有机酸溶于溶剂得到溶液A,将金属盐溶于溶剂形成金属盐溶液B;(2)将第一包覆层正极材料、硅烷偶联剂、溶剂混合,加热搅拌,然后进行固液分离,烘干,得到半成品;(3)将半成品放入气氛回转炉中,在空气气氛下,烧结,得到正极材料。本发明的正极材料为双层包覆,内层为MOF材料,同时配合具有弹性的硅烷偶联剂做外层包覆,有效提升正极材料在循环过程中的容量保持率,使其展现出具有高倍率性、高循环性能等优点。高循环性能等优点。
技术研发人员:祁行涛 叶昱昕 李叙锋 仰韻霖
受保护的技术使用者:广东凯金新能源科技股份有限公司
技术研发日:2023.05.29
技术公布日:2023/8/28
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