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摘要:本发明公开了一种阴离子掺杂的高性能钠电正极材料的制备方法,步骤包括S1:将钠源、锂源、锰源、铜源、锌源、镍源、钛源和氟源按照钠离子电池正极材料的元素组成混合;S2:将原料混合物样品压片后高温烧结,冷却至室温;S3:将正极材料与导电添加剂、聚偏二氟乙烯混合,加入N‑甲基吡咯烷酮溶剂;S4:将制备的正极片与金属钠片负极组装成钠离子电池。本发明通过阴离子掺杂,实现对所述钠离子电池高熵层状氧化物正极材料的调整,提高了正极材料的比容量,并且比容量高,容易实现大规模生产。
主权项:1.一种阴离子掺杂的高性能钠电正极材料的制备方法,其特征在于,包括如下步骤:S1:将钠源、锂源、锰源、铜源、锌源和镍源按照Na0.8Mn0.63Cu0.15Zn0.02Ni0.1Li0.08的元素比例组成进行粉末混合,溶于去离子水或者乙醇溶剂中,再按金属原子摩尔量的1-3.5倍加入柠檬酸;S2:60-95℃水浴搅拌2-8h,直至溶液蒸干,接着在100-200℃条件下干燥6-24h,然后在空气或者氧气氛围下进行高温烧结,其中温度为400-600℃、时间为3-12h,从室温升温至烧结温度的升温速率为1-10℃min,继续冷却至室温,得到前驱体材料;S3:再按照阴离子掺杂后的元素组成Na0.8Mn0.63Cu0.15Zn0.02Ni0.1Li0.08Ti0.01O2-xFx,其中0<x≤0.3,加入二氧化钛和氟化钠,充分研磨后得到混合粉末样品,粒径在10-500nm范围内;S4:将原料混合物样品在10-30MPa条件下压片,再经过空气或者氧气作为保护气,温度为600-1200℃、时间为8-24h的高温烧结处理,其中从室温升温至烧结温度的升温速率为3-10℃min,接着冷却至室温,制备得到阴离子掺杂的高熵层状氧化物钠电正极材料Na0.8Mn0.63Cu0.15Zn0.02Ni0.1Li0.08Ti0.01O2-xFx,其中0<x≤0.3;S5:将步骤4得到的正极材料与导电添加剂和聚偏二氟乙烯三者按照质量比7:2:1混合,再按照每千克电极材料加入5-20升N-甲基吡咯烷酮溶剂的比例混合均匀,经过混浆、涂片、干燥工艺流程制备得到正极片,活性物质负载量为2-3.5mgcm-2;S6:将步骤5制备的正极片与金属钠片负极组装成钠离子电池,电解液由1molLNaPFO6、体积比为1:1的碳酸丙烯酯碳酸甲乙酯的混合溶剂,以及添加量为4%的氟代碳酸乙烯酯组成,隔膜采用多孔的玻璃碳纤维膜,在水氧值低于0.1ppm且充满氩气的手套箱中组装扣式电池。
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百度查询: 中国矿业大学 陕西煤业化工技术研究院有限责任公司 一种阴离子掺杂的高性能钠电正极材料的制备方法
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