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单晶钠离子电池正极材料及其制备方法和电池与流程

523   编辑:中冶有色网   来源:贵州振华义龙新材料有限公司 贵州振华新材料股份有限公司  
2023-10-26 14:05:12
1.本发明属于钠离子电池技术领域,具体涉及一种单晶钠离子电池正极材料及其制备方法和电池。 背景技术: 2.随着锂离子电池的白热化,加上供需关系、资源地源限制,锂盐的价格飞涨,使得具有成本优势的钠离子电池逐渐成为各大企业及高校的研究热点。钠离子电池工作原理与锂离子电池相同,但相比较而言,钠离子的离子半径更大,扩散动力学更迟缓,使得钠离子在能量密度和循环特性上具有一定的劣势。 3.钠离子电池经过近十年各界的大量研究,形成了主要以过渡金属氧化物、普鲁士蓝、聚阴离子磷酸盐等体系的产品,其中过渡金属氧化物因具有相对较高的比容量,得到了大家的青睐,但循环性能差、能量密度低一直是影响钠离子电池正极材料应用的重要因素。 4.目前市场有的过渡金属氧化物主要分为两种,一种是含铜元素的镍锰铁铜基氧化物,另一种是镍铁锰基氧化物,无论是这两种中的任何一种,改变镍、铁、锰、铜元素的不同配比可以获得不同性能的钠离子电池正极材料。也由于元素配比不同,使得其与电解液接触时材料的稳定性也随之变化。而影响钠离子电池正极材料循环寿命的因素有:1.循环过程中表面晶体结构的重构;2.在循环过程中由于各向异性的体积膨胀导致的团聚颗粒破裂。研究发现,团聚颗粒内部的颗粒与颗粒的连接结构会造成局部的电流密度上升,从而产生很大的应力,从而影响材料的循环性能;同时,颗粒内部的各个部分之间,也存在着充电状态不一致的现象,这会影响电极的电化学性能。 5.另外,当钠离子电池正极材料脱钠量较大时,结构变得十分脆弱,晶格内活性金属和氧发生位移,达到一定的高温高压,原子重排再构逐步加剧,晶粒体积和物相发生较大变化;另一方面,当正极材料脱钠后,氧化性增强,极易与电解液发生化学和电化学作用,导致材料容易脱氧、过渡金属溶解,特别在高电压下电解液会被氧化,产生h + ,提高了电解液的酸度,从而使电极材料表面膜遭到hf的破坏,界面的成分和结构进一步被改变,严重影响材料电化学性能和循环性能。 技术实现要素: 6.本发明要解决的技术问题是:提供一种单晶钠离子电池正极材料,提高钠离子电池的循环性能。 7.针对上述技术问题,本技术的发明人经过深入研究得到一种具有单晶形貌的单晶钠离子电池正极材料,该材料结构完整,加工性能良好,在循环过程中不会出现颗粒碎裂的情况,有效减少因颗粒碎裂而产生新的界面,新的界面与电解液接触,消耗电解液的同时
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“单晶钠离子电池正极材料及其制备方法和电池与流程” 该技术专利(论文)所有权利归属于技术(论文)所有人。仅供学习研究,如用于商业用途,请联系该技术所有人。
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