砖利：一种钠离子电池三元层状正极材料及其制备方法 whatman电池隔膜上海摩速代理|上海摩速科学器材有限公司-凯发官方首页

[0001] 本发明属电化学技术领域，具体涉及一类用于钠离子电池的正极材料及其制备方法。

[0002] 随着经济的高速发展，必然引起石油资源的枯竭、环境污染和全球暖化的加剧，亟需寻找高能量密度、环保、可持续发展的新能源体系。风能，太阳能，潮汐能等由于受天气和资历位置的影响较大，对其的有效利用就需要将其和化学电源结合使用，将其发出的电能储存于化学电源中，再经过电网输送给用户。大规模的储能需要大量的化学电源，现在已经比较成熟的商品化的电池如铅酸蓄电池由于使用重金属铅会造成很大的环境污染，可充电锂离子电池由于高能密度和较长的使用寿命获得了广泛而深入的应用，其缺点为锂在地壳中的储量有限以及成本较高。而钠元素与锂元素同主族，性质较为相近，并且钠在地壳中的储量远远大于锂，大约是锂的350倍，价格比锂便宜，因此钠离子电池作为大规模储能应用的电池将会有很大优势。寻找大容量，高能量密度的电极材料显得尤为迫切。

[0003] 本发明的目的在于提出一种性能良好的钠离子电池正极材料及其制备方法。

[0004] 本发明提出的锂离子电池正极材料，同时含有过渡金属fe、cr、ti，为一种三元层状过渡金属氧化物，化学式为：nafexcrytizo2，0< x, y, z<1。

[0005] 经研究表明，此类材料具有良好的电化学性能，可作为高性能钠离子电池的正极材料。目前为止没有关于nafexcrytizo2材料用作钠离子电池正极材料的报道。

[0006] 本发明提出的作为钠离子电池正极材料的nafexcrytizo2为粉体形式，其一次颗粒大小为1 2μm。~

[0007] 本发明使用一种简单的固相合成方法制备nafexcrytizo2正极材料，具体步骤如下：将碳酸钠、三氧化二铁、三氧化二铬、二氧化钛(或者高温分解只能生成其氧化物的其他前驱体)等按照化学计量比混合均匀，然后压成小圆片，将其放入氩气流的电炉内进行高温反应，反应温度在700-1000 ℃之间，反应时间为10-24h。然后用研钵研磨至精细颗粒。

[0008] 粉末的颗粒形貌可由扫描电镜测定。

[0009] 本发明中，nafexcrytizo2的晶体结构由x射线衍射仪测定。

[0010] 本发明中，nafexcrytizo2，炭黑，粘结剂（聚偏佛乙烯，pvdf）按照7:2:1的比例，加入n,n-二甲基吡咯烷酮，磁力搅拌为浆料，用自动涂膜机在al箔上涂膜，60℃12h烘干极片，然后用冲片机冲成直径为12mm的小圆片。电化学性能测试采用扣式电池，其中，nafexcrytizo2极片用作工作电极，whatman/gf为隔膜，高纯钠片用作负极。电解液为1m naclo4   ec   pc （v/v=1/1），添加5 % fec。电池装配在充氩气的手套箱内进行。电池的充放电实验在蓝电（land）电池测试系统上进行。

[0011] 本发明中，nafexcrytizo2电**有良好的充放电性能，**比容量达136mah/g，平均电压为3.4v vs. na /na，比能量可达461wh/kg。

[0012] 上述性能表明，nafexcrytizo2是一类新型的正极材料，其电化学稳定性好、比容量高、能量密度高、制备方法简单，可适用于钠离子电池。