一种微米杆状钠离子电池正极材料及其制备方法与流程

1.本发明属于钠离子电池技术领域，具体涉及一种微米杆状钠离子电池正极材料及其制备方法。

背景技术：

2.钠离子电池作为极具前景的低成本，大规模储能电池候选者之一，由于其资源丰富、能量转移效率高，安全性，倍率性能，循环性能，低温性能优异等优点，近年来备受关注。然而，与锂离子电池相比，钠离子电池的研究仍然不足，能量密度也相对较低，这就要求研究人员设计合适的高性能电极材料，特别是正极材料，因为它对全电池的工作电压和能量密度起着决定性作用。
3.层状过渡金属氧化物在钠离子电池正极材料中由于其理论比容量高，成本低，易合成，最具有商业化前景，但是层状过渡金属氧化物正极材料在倍率性能方面还需要进一步提升。例如由传统固相法合成的具有阴离子参与电荷补偿的p2-na
0.67
mg
0.28
mn
0.72
o2正极材料，该材料在2～4.5v电压范围，0.1c倍率下首圈放电容量可以达到151mah/g,1c长循环后的容量保持率为80％，但是其在大电流下倍率性能比较差，5c倍率下容量仅有37.3mah/g的放电容量。而且采用固相法生产正极材料能耗大、效率低，得到的产物颗粒易团聚、粉体不够细、易混入杂质。

技术实现要素：

4.本发明所要解决的技术问题在于针对上述现有技术中的不足，提供一种微米杆状钠离子电池正极材料及其制备方法，通过调控正极材料的形貌来提升其倍率性能，以解决现有合成技术中p2-na
ya1-x
mn
x
o2(a＝cu，zn，co，fe，ni，mg)型钠离子电池由于离子传输路径长，离子扩散能力弱导致倍率性能较差的技术问题。
5.本发明采用以下技术方案：
6.一种微米杆状钠离子电池正极材料制备方法，包括以下步骤：
7.s1、将可溶性金属盐和无水草酸在乙醇和去离子水中以共沉淀法制备得到反应溶液；
8.s2、将步骤s1得到的反应溶液在空气气氛中经烘干处理得到杆状形貌的前驱体粉末；
9.s3、对步骤s2得到的前驱体粉末进行研磨，然后在氧气气氛或空气气氛下进行烧结处理，自然冷却后得到钠离子电池正极材料na
ya1-x
mn
x
o2，其中，a为cu，zn，co，fe，ni，mg中的一种，0.67≤x《0.9，0.5≤y≤1。
10.具体的，步骤s1中，将可溶性金属盐溶解于乙醇和去离子水中配制成混合盐溶液，将无水草酸溶解于乙醇和去离子水中制成制成无水草酸溶液，将混合盐溶液和无水草酸溶液在室温下进行搅拌处理，经共沉淀反应后得到反应溶液。
11.进一步的，搅拌处理的时间为0.5～1.5h，搅拌速度为500～700r/min，共沉淀反应
的时间为4～8h。
12.具体的，步骤s1中，乙醇和去离子水的体积比为9：1、4：1或2：1。
13.具体的，步骤s2中，烘干处理的温度为60～80℃，烘干处理的时间为10～15h。
14.具体的，步骤s3中，研磨处理的时间为5～10min。
15.具体的，步骤s3中，烧结处理的温度为800～900℃，保温10～20h，升温速率为1～5℃/min。
16.进一步的，前驱体粉末在烧结处理前，先在450～500℃保温6h，升温速率为1～5℃/min。
17.本发明的另一技术方案是，一种微米杆状钠离子电池正极材料，其特征在于，钠离子电池正极材料的化学式为na
ya1-x
mn
x
o2，其中，a为cu，zn，co，fe，ni，mg中的一种，0.67≤x《0.9，0.5≤y≤1。
18.本发明的第三个技术方案是一种钠离子电池，包括微米杆状钠离子电池正极材料。
19.与现有技术相比，本发明至少具有以下有益效果：
20.一种微米杆状钠离子电池正极材料制备方法，引入乙醇作为混合溶剂的乙醇共沉淀法，通过乙醇的加入改变溶液的介电常数进而达到改变混合盐的沉淀顺序进行共沉淀的目的，实验步骤简单，实验条件易于实现(室温下可进行)，制备的正极材料具有多孔杆状结构，因为其充分暴露了(010)电化学活性面，使离子能够通过一维通道定向传输，提高了钠离子扩散能力，通过形貌的改善改进了原有材料的倍率性能，采用形貌可控的微米级杆状正极材料制备方法以提高层状正极材料的倍率性能，制备方法工艺简单，易于实现大批量生产。
21.进一步的，将可溶性金属盐溶解于乙醇和去离子水中配制成混合盐溶液，将无水草酸溶解于乙醇和去离子水中制成制成无水草酸溶液，将混合盐溶液和无水草酸溶液在室温下进行搅拌处理，经共沉淀反应后得到反应溶液的目的是乙醇的加入可以改变原有溶液的介电常数，进而影响混合盐溶液在混合溶剂体系中的溶解度和沉淀顺序，最后达到共同沉淀的目的。混合搅拌是为了使沉淀均匀。本发明的制备方法相比于传统的共沉淀法和固相法，要求的反应条件和步骤简单，温度仅室温即可，适合大批量生产。
22.进一步的，经过实验研究发现在搅拌处理的时间为0.5～1.5h，搅拌速度为500～700r/min，共沉淀反应的时间为4～8h的条件下能够获得形貌均一，长度均匀的杆状形貌的前驱体。
23.进一步的，由相关文献我们可以知道乙醇分子在混合溶剂中会类似微型表面活性剂吸附在微晶表面使金属草酸盐呈一维增长，所以理论上来说随着乙醇在混合溶剂中的比例增加，溶液中的乙醇分子浓度越高，形成的杆状形貌的长度会越长，为此我们的实验设置了乙醇和去离子水的体积比为9：1、4：1或2：1来探究在什么比例下制备的前驱体能达到较好的杆径比，有较好的电化学性能表现；最后发现在乙醇和去离子水的体积比为4：1的条件下，正极材料表现出优异的电化学性能。
24.进一步的，根据已有的行业制备前驱体的方法，烘干处理的温度最佳为60～80℃，烘干处理的时间最佳为为10～15h。
25.进一步的，根据已有的行业制备正极材料的方法，前驱体研磨处理的时间最佳为5
～10min。
26.进一步的，根据已有的行业制备正极材料的方法，烧结处理的温度最佳为800～900℃，保温时间最佳为10～20h，升温速率最佳为1～5℃/min。
27.进一步的，根据已有的行业制备正极材料的方法，前驱体粉末在烧结处理前，先在450～500℃保温6h，升温速率最佳为1～5℃/min。
28.一种钠离子电池正极材料，电化学性能一致性好，具有高比容量、较好的倍率性能，有利于其在大规模储能电池中应用。
29.一种钠离子电池，在1c倍率下提高了首圈放电比容量，在1c倍率下70次循环后容量保持率为73.9％，在5c的高倍率下还能保持66.2mah/g的放电比容量。
30.综上所述，本发明为了改善层状正极材料的动力学性能，采用形貌可控的微米级杆状正极材料制备方法以提高层状正极材料的倍率性能，制备方法工艺简单，易于实现大批量生产。
31.下面通过附图和实施例，对本发明的技术方案做进一步的详细描述。
附图说明
32.图1为实施例1中所得前驱体的sem照片；
33.图2为正极材料sem照片，其中，(a)为实施例1制备的正极材料在10微米尺度下的sem图片，(b)为实施例1制备的正极材料在1微米尺度下的sem图片；
34.图3为实施例1和对比例1中所得正极材料的xrd谱图；
35.图4为对比例1中所得正极材料的sem照片；
36.图5为实施例1和对比例1制得的钠离子电池正极材料在2～4.5v电压范围的倍率曲线图；
37.图6为实施例1和对比例1制得的钠离子电池正极材料的在2～4.5v电压范围，1c倍率下的循环性能测试曲线图。
具体实施方式
38.下面将对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
39.本发明中，如果没有特别的说明，本文所提到的所有实施方式以及优选实施方法可以相互组合形成新的技术方案。
40.本发明中，如果没有特别的说明，本文所提到的所有技术特征以及优选特征可以相互组合形成新的技术方案。
41.本发明中，如果没有特别的说明，百分数(％)或者份指的是相对于组合物的重量百分数或重量份。
42.本发明中，如果没有特别的说明，所涉及的各组分或其优选组分可以相互组合形成新的技术方案。
43.本发明中，除非有其他说明，数值范围“a～b”表示a到b之间的任意实数组合的缩略表示，其中a和b都是实数。例如数值范围“6～22”表示本文中已经全部列出了“6～22”之
间的全部实数，“6～22”只是这些数值组合的缩略表示。
44.本发明所公开的“范围”以下限和上限的形式，可以分别为一个或多个下限，和一个或多个上限。
45.本发明中，本文中使用的术语“和/或”是指相关联列出的项中的一个或多个的任何组合以及所有可能组合，并且包括这些组合。
46.本发明中，除非另有说明，各个反应或操作步骤可以顺序进行，也可以按照顺序进行。优选地，本文中的反应方法是顺序进行的。
47.除非另有说明，本文中所用的专业与科学术语与本领域熟练人员所熟悉的意义相同。此外，任何与所记载内容相似或均等的方法或材料也可应用于本发明中。
48.本发明提供了一种微米杆状钠离子电池正极材料及其制备方法，采用乙醇共沉淀法制备钠离子电池正极材料的前驱体，制备方法工艺简单，形貌可以调控，易于实现规模化生产。本发明制备的钠离子电池正极材料，一致性好，具有高比容量、较好的倍率性能，从而有利于其在大规模储能电池中应用。
49.本发明一种微米杆状钠离子电池正极材料，钠离子电池正极材料的化学组成为na
ya1-x
mn
x
o2，其中，a为cu，zn，co，fe，ni，mg中的一种，其中0.67≤x《0.9，0.5≤y≤1。
50.优选的，x为0.72或0.67。
51.本发明一种微米杆状钠离子电池正极材料的制备方法，通过将前驱体研磨5～10min，经烧结和自然冷却后，即得到钠离子电池正极材料。
52.其中，钠离子电池正极材料对应的前驱体是通过混合盐溶液，无水草酸溶液混合反应后获得的固体。
53.混合溶液中的溶剂为乙醇和去离子水的混合溶液；乙醇和去离子水的比例为9：1、4：1或2：1，优选的，乙醇和去离子水的比例为4：1。
54.镍盐为钠离子电池正极材料使用的镍盐，包括硫酸镍、醋酸镍和硝酸镍中的一种或多种，进一步优选为醋酸镍。
55.铁盐为钠离子电池正极材料常规使用二价铁盐，优选硫酸亚铁或醋酸亚铁一种或多种，进一步优选为醋酸亚铁。
56.锰盐为钠离子电池正极材料常规使用的锰盐，优选硫酸锰、醋酸锰和硝酸锰中的一种或多种，进一步优选为醋酸锰。
57.镁盐为钠离子电池正极材料领域常规使用的镁盐，优选硫酸镁、醋酸镁的一种或多种，进一步优选为醋酸镁。
58.钴盐为钠离子电池正极材料领域常规使用的钴盐，优选醋酸钴、硫酸钴的一种或多种，进一步优选为醋酸钴。
59.钠盐为钠离子电池正极材料领域常规使用的钠盐，优选碳酸钠、醋酸钠的一种或多种，进一步优选为醋酸钠。
60.前驱体是通过将混合盐溶液、无水草酸溶液加入反应容器中进行混合反应烘干后获得的固体。
61.其中，两种溶液分别搅拌的时间为本领域常规，为0.5～1.5h，最佳1h；反应时间为本领域常规，为4～8h，最佳6h；反应容器的搅拌速度为本领域内常规，为500～700r/min，最佳为600r/min。
62.将通过混合盐溶液、无水草酸溶液混合反应的反应溶液在鼓风烘箱里烘干得到前驱体粉末。其中，烘干为本领域内常规操作，烘干温度为60～80℃，烘干时间为10～15h。
63.烧结的气氛为本领域内常规操作，为氧气气氛或空气气氛；
64.烧结的温度为本领域内常规，为800～900℃，优选850℃或900℃。
65.烧结时间为钠离子电池正极材料领域常规的烧结操作，为10～20h，优选15小时。
66.烧结前都要进行预烧，预烧温度为本领域常规，为450～500℃，优选450℃，预烧时间为6h。
67.升温的操作为本领域常规，以1～5℃/min的升温速率加热到指定温度。
68.优选的，升温速率为2℃/min。
69.本发明还提供了由上述制备方法制得的钠离子电池正极材料。
70.本发明还提供了钠离子电池，其正极包括钠离子电池正极材料。
71.在符合本领域常识的基础上，上述各优选条件，可任意组合，即得本发明各较佳实例。
72.本发明所用试剂和原料均市售可得。
73.为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中的描述和所示的本发明实施例的组件可以通过各种不同的配置来布置和设计。因此，以下对在附图中提供的本发明的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
74.实施例1
75.钠离子电池正极材料的制备方法
76.(1)根据定量的方法，称取10mmol的na
0.67
mg
0.28
mn
0.72
o2(na过量4％)，即分别称取6.968mmol三水合醋酸钠、2.8mmol四水合醋酸镁，7.2mmol的四水合醋酸锰。然后称取无水草酸使其在能完全沉淀过渡金属和碱金属离子的前提下过量1.5倍，即称取20.226mmol的无水草酸。
77.(2)采用乙醇和去离子水作为溶剂，将上述可溶性金属盐溶解于乙醇和水配制成混合盐溶液，将无水草酸溶解于乙醇和水配制成无水草酸溶液，乙醇和水的比例为4：1。
78.(3)将混合盐溶液、无水草酸溶液分别在室温下以600rpm的转速搅拌1h后，将混合盐溶液倒入无水草酸溶液中进行共沉淀反应；反应6h后取出，放入鼓风烘箱中80℃下烘干10h后得到前驱体。
79.(4)将前驱体研磨5min后以2℃/min的升温速率升温至450℃保温6h，取出研磨后，以2℃/min的升温速率升温至850℃保温15h，然后自然冷却得到正极材料。
80.实施例2
81.钠离子电池正极材料的制备方法
82.(1)根据定量的方法，称取10mmol的na
0.67
mg
0.33
mn
0.67
o2(na过量4％)，即分别称取6.968mmol三水合醋酸钠、3.3mmol四水合醋酸镁，6.7mmol的四水合醋酸锰。然后称取无水草酸使其在能完全沉淀过渡金属和碱金属离子的前提下过量1.5倍，即称取20.226mmol的
无水草酸。
83.(2)采用乙醇和去离子水作为溶剂，将上述可溶性金属溶解于乙醇和水中配制成混合盐溶液，将无水草酸溶解于乙醇和水配制成无水草酸溶液，乙醇和水的比例为9：1。
84.(3)将混合盐溶液、无水草酸溶液分别在室温下以600rpm的转速搅拌0.5h后，将混合盐溶液倒入无水草酸溶液中进行共沉淀反应。反应4h后取出，放入鼓风烘箱中80℃下烘干10h后得到前驱体。
85.(4)将前驱体研磨10min后以5℃/min的升温速率升温至450℃保温6h，取出研磨后，以5℃/min的升温速率升温至800℃保温15h，然后自然冷却得到正极材料。
86.实施例3
87.钠离子电池正极材料的制备方法
88.(1)根据定量的方法，称取10mmol的na
0.67
co
0.28
mn
0.72
o2(na过量4％)，即分别称取6.968mmol三水合醋酸钠、2.8mmol醋酸钴，7.2mmol的四水合醋酸锰。然后称取无水草酸使其在能完全沉淀过渡金属和碱金属离子的前提下过量1.5倍，即称取20.226mmol的无水草酸。
89.(2)采用乙醇和去离子水作为溶剂，将上述可溶性金属溶解于乙醇和水中配制成混合盐溶液，将无水草酸溶解于乙醇和水配制成无水草酸溶液，乙醇和水的比例为2：1。
90.(3)将混合盐溶液、无水草酸溶液分别在室温下以500rpm的转速搅拌1h后，将混合盐溶液倒入无水草酸溶液中进行共沉淀反应。反应4h后取出，放入鼓风烘箱中80℃下烘干10h后得到前驱体。
91.(4)将前驱体研磨5min后以1℃/min的升温速率升温至500℃保温6h，取出研磨后，以1℃/min的升温速率升温至850℃保温15h，然后自然冷却得到正极材料。
92.实施例4
93.钠离子电池正极材料的制备方法
94.(1)根据定量的方法，称取10mmol的na
0.67
fe
0..1
mn
0.9
o2(na过量4％)，即分别称取6.968mmol三水合醋酸钠、1.0mmol四水合醋酸亚铁，9.0mmol的四水合醋酸锰。然后称取无水草酸使其在能完全沉淀过渡金属和碱金属离子的前提下过量1.5倍，即称取20.226mmol的无水草酸。
95.(2)采用乙醇和去离子水作为溶剂，将上述可溶性金属溶解于乙醇和水中配制成混合盐溶液，将无水草酸溶解于乙醇和水配制成无水草酸溶液，乙醇和水的比例为4：1。
96.(3)将混合盐溶液、无水草酸溶液分别在室温下以700rpm的转速搅拌1.5h后，将混合盐溶液倒入无水草酸溶液中进行共沉淀反应。反应8h后取出，放入鼓风烘箱中60℃下烘干15h后得到前驱体。
97.(4)将前驱体研磨5min后以2℃/min的升温速率升温至500℃保温6h，取出研磨后，以2℃/min的升温速率升温至850℃保温20h，然后自然冷却得到正极材料。
98.实施例5
99.钠离子电池正极材料的制备方法
100.(1)根据定量的方法，称取10mmol的na
0.5
ni
0.28
mn
0.72
o2(na过量4％)，即分别称取6.968mmol三水合醋酸钠、2.8mmol醋酸镍，7.2mmol的四水合醋酸锰。然后称取无水草酸使其在能完全沉淀过渡金属和碱金属离子的前提下过量1.5倍，即称取20.226mmol的无水草
酸。
101.(2)采用乙醇和去离子水作为溶剂，将上述可溶性金属溶解于乙醇和水中配制成混合盐溶液，将无水草酸溶解于乙醇和水配制成无水草酸溶液，乙醇和水的比例为4：1。
102.(3)将混合盐溶液、无水草酸溶液分别在室温下以600rpm的转速搅拌1h后，将混合盐溶液倒入无水草酸溶液中进行共沉淀反应。反应6h后取出，放入鼓风烘箱中80℃下烘干10h后得到前驱体。
103.(4)将前驱体研磨5min后以2℃/min的升温速率升温至450℃保温6h，取出研磨后，以2℃/min的升温速率升温至850℃保温15h，然后自然冷却得到正极材料。
104.实施例6
105.钠离子电池正极材料的制备方法
106.(1)根据定量的方法，称取10mmol的nani
0.33
mn
0.67
o2(na过量4％)，即分别称取6.968mmol三水合醋酸钠、2.8mmol醋酸镍，7.2mmol的四水合醋酸锰。然后称取无水草酸使其在能完全沉淀过渡金属和碱金属离子的前提下过量1.5倍，即称取20.226mmol的无水草酸；
107.(2)采用乙醇和去离子水作为溶剂，将上述可溶性金属溶解于乙醇和水中配制成混合盐溶液，将无水草酸溶解于乙醇和水配制成无水草酸溶液，乙醇和水的比例为4：1；
108.(3)将混合盐溶液、无水草酸溶液分别在室温下以600rpm的转速搅拌1h后，将混合盐溶液倒入无水草酸溶液中进行共沉淀反应；反应6h后取出，放入鼓风烘箱中80℃下烘干10h后得到前驱体；
109.(4)将前驱体研磨5min后以2℃/min的升温速率升温至450℃保温6h，取出研磨后，以2℃/min的升温速率升温至900℃保温10h，然后自然冷却得到正极材料。
110.对比例1
111.钠离子电池正极材料的制备方法
112.按化学计量比称取二氧化锰，氧化镁，无水碳酸钠作为原料。将上述原料充分混合均匀后置于球磨罐中，在球磨机中以200r/min的转速球磨5h。随后取出材料，将其移至马弗炉中450℃预烧5h；自然冷却后取出，研磨后再置于马弗炉中900℃煅烧15h；自然冷却至室温，得到最终产物p2-na
0.67
mg
0.28
mn
0.72
o2。
113.效果实施例1
114.称取实施例1制备的钠离子电池正极材料，按照活性物质：sp:pvdf＝8:1:1的比例混合均匀后涂覆于铝箔上制成电极片。在氩气气氛的手套箱中，以金属钠片为对电极，whatman为隔膜，1m/naclo4/pc：emc(1：1)为电解液，组装成纽扣电池。
115.在2.0～4.5v电压范围，对电池进行充放电测试。
116.按照上述方法制作实施例1～6钠离子电池正极材料的纽扣电池，在190ma/g电流密度下进行充放电测试；制作对比例1钠离子电池正极材料的纽扣电池，190ma/g电流密度下进行充放电测试。
117.为便于比较，将实施例1～6，对比例1所测数据如表1所示。
118.表1
[0119][0120]
如表1所示，虽然对比例1在1c下循环70圈具有136％的容量保持率，但是其首圈放电容量非常低，只有55mah/g，而其余实施例首圈放电比容量均高于对比例1，尤其是对比例1在1c下首圈放电容量达到115mah/g，相比于对比例1提升了109％，在1c倍率下70次循环后容量保持率为73.9％，在5c的高倍率下还能保持66.2mah/g的放电比容量。有比较优异的倍率性能的表现，说明独特的多孔杆状形貌能够有效暴露电化学活性面，缩短钠层间距，提高了离子传输动力学，使材料倍率性能得到显著特升，但由于多孔结构增加了正极材料与电解液的接触面积，副反应加剧，导致循环性能有一定的下降，但微米级杆状结构对于提高放电容量与倍率性能有着显著的增益效果。
[0121]
请参阅图1，实施例1在醇水比为4：1的条件下，可以获得长约7～8μm，宽1～2μm的杆状形貌的前驱体粉末。
[0122]
请参阅图2，实施例1前驱体粉末在烧结后仍能保持良好的杆状形貌，正极材料是由许多微米片状颗粒堆叠而成的多孔杆状结构，有利于离子传输。
[0123]
请参阅图3，实施例1与对比例1合成的物质除在20～25
°
之间的na
0.67
mg
0.28
mn
0.72
o2特有的超晶格峰外，其余峰形均与标准pdf卡片一一对应，无杂相生成。
[0124]
请参阅图4，对比例1合成的正极材料是由不规则颗粒状和片状组成，晶粒与晶粒之间团聚严重，孔隙变少，对材料的电化学性能有不利的影响。
[0125]
请参阅图5，实施例1在0.1c、0.2c、0.5c、1c、2c、5c、10c的放电比容量分别为179、155、132.3、113.6、93.7、66.2、44mah g-1
，均高于固相法制备的对比例1的150、122、100、80、59、37.3、18。在5c和10c倍率下，对比例1的放电比容量只有37.3、18mah g-1
。实施例1倍率性能提升显著，有工业应用前景。
[0126]
综上，本发明制备的钠离子电池正极材料中实施例1在高电压范围具有较高的充放电容量和优异的倍率性能。
[0127]
综上所述，本发明一种微米杆状钠离子电池正极材料及其制备方法，引入乙醇作为混合溶剂的乙醇共沉淀法，通过乙醇的加入改变溶液的介电常数进而达到改变混合盐的沉淀顺序进行共沉淀的目的，实验步骤简单，实验条件易于实现(室温下可进行)，易于进行
工业化生产。
[0128]
最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。

技术特征：

1.一种微米杆状钠离子电池正极材料制备方法，其特征在于，包括以下步骤：s1、将可溶性金属盐和无水草酸在乙醇和去离子水中以共沉淀法制备得到反应溶液；s2、将步骤s1得到的反应溶液在空气气氛中经烘干处理得到杆状形貌的前驱体粉末；s3、对步骤s2得到的前驱体粉末进行研磨，然后在氧气气氛或空气气氛下进行烧结处理，自然冷却后得到钠离子电池正极材料na
y
a
1-x
mn
x
o2，其中，a为cu，zn，co，fe，ni，mg中的一种，0.67≤x<0.9，0.5≤y≤1。2.根据权利要求1所述的微米杆状钠离子电池正极材料制备方法，其特征在于，步骤s1中，将可溶性金属盐溶解于乙醇和去离子水中配制成混合盐溶液，将无水草酸溶解于乙醇和去离子水中制成制成无水草酸溶液，将混合盐溶液和无水草酸溶液在室温下进行搅拌处理，经共沉淀反应后得到反应溶液。3.根据权利要求2所述的微米杆状钠离子电池正极材料制备方法，其特征在于，搅拌处理的时间为0.5～1.5h，搅拌速度为500～700r/min，共沉淀反应的时间为4～8h。4.根据权利要求1所述的微米杆状钠离子电池正极材料制备方法，其特征在于，步骤s1中，乙醇和去离子水的体积比为9：1、4：1或2：1。5.根据权利要求1所述的微米杆状钠离子电池正极材料制备方法，其特征在于，步骤s2中，烘干处理的温度为60～80℃，烘干处理的时间为10～15h。6.根据权利要求1所述的微米杆状钠离子电池正极材料制备方法，其特征在于，步骤s3中，研磨处理的时间为5～10min。7.根据权利要求1所述的微米杆状钠离子电池正极材料制备方法，其特征在于，步骤s3中，烧结处理的温度为800～900℃，保温10～20h，升温速率为1～5℃/min。8.根据权利要求7所述的微米杆状钠离子电池正极材料制备方法，其特征在于，前驱体粉末在烧结处理前，先在450～500℃保温6h，升温速率为1～5℃/min。9.一种微米杆状钠离子电池正极材料，其特征在于，钠离子电池正极材料的化学式为：na
y
a
1-x
mn
x
o2，其中，a为cu，zn，co，fe，ni，mg中的一种，0.67≤x<0.9，0.5≤y≤1。10.一种钠离子电池，其特征在于，包括权利要求9所述的微米杆状钠离子电池正极材料。

技术总结

本发明公开了一种微米杆状钠离子电池正极材料及其制备方法，将可溶性金属盐和无水草酸在乙醇和去离子水中以共沉淀法制备得到反应溶液；将反应溶液在空气气氛中经烘干处理得到杆状形貌的前驱体粉末；对前驱体粉末进行研磨，然后在氧气气氛或空气气氛下进行烧结处理，自然冷却后得到钠离子电池正极材料Na

技术研发人员：

王鹏飞 司铎 刘梦婷 赵恺婷

受保护的技术使用者：

江苏聚烽新能源科技有限公司

技术研发日：

2022.08.31

技术公布日：

2022/12/1