(19)国家知识产权局 (12)发明 专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请 号 202211462886.2 (22)申请日 2022.11.22 (71)申请人 江苏正力新能电池技 术有限公司 地址 215500 江苏省苏州市 常熟市东 南街 道新安江路68号 (72)发明人 王迪　董英男　张继宗　蒋绮雯　 司煜　 (74)专利代理 机构 北京超凡宏宇专利代理事务 所(特殊普通 合伙) 11463 专利代理师 郭莲梅 (51)Int.Cl. H01M 4/62(2006.01) H01M 4/505(2010.01) H01M 4/525(2010.01) H01M 4/131(2010.01)H01M 10/054(2010.01) B82Y 30/00(2011.01) B82Y 40/00(2011.01) (54)发明名称 一种正极材料及其制备方法、 正极极片和钠 离子电池 (57)摘要 本发明公开了一种正极材料及其制备方法、 正极极片和钠离子电池， 涉及电池技术领域； 该 正极材料的化学 式是NaNixFeyMnzO2@M， 其中， x， y 和z均大于等于0且小于等于1， x+y+z=1； NaNixFeyMnzO2为纳米球形层状氧化物材料， M为 二维纳米网络薄膜状的NASICON材料， 且二维纳 米网络薄膜 状的NASICON材料包覆 于纳米球形层 状氧化物材料的表面， 形成二维包覆三维的结 构。 该正极材料通过二维包覆三维的结构能减小 材料颗粒尺 寸， 提高振实密度的同时降低残碱含 量， 以能有效地 提高钠离 子电池的电化学性能。 权利要求书2页 说明书12页 附图2页 CN 115498191 A 2022.12.20 CN 115498191 A 1.一种正极材 料， 其特征在于： 所述正极材料的化学式是NaNixFeyMnzO2@M， 其中， x， y和z均大于等于0且小于等于1， x+y +z=1； NaNixFeyMnzO2为纳米球形层状氧化物材料， M为二维纳米网络薄膜状的NAS ICON材料， 且所述二维纳米网络薄膜状的NASICON材料包覆于所述纳米球形层状氧化物材料的表面， 形成二维包覆三维的结构。 2.根据权利要求1所述的正极材 料， 其特征在于： 所述二维纳米网络薄膜状 的NASICON材料包括Na3V2(PO4)3、 Zn3V2(PO4)3、 NaTi2(PO4)3、 Na3Fe2(PO4)3、 NaNbFe(PO4)3、 NaZr2(PO4)3、 NaSn2(PO4)3和Na3MnTi(PO4)3中的至少一种。 3.根据权利要求1所述的正极材 料， 其特征在于： 所述正极材料的直径为15 ‑100nm； 和/或， 所述正极材料的层间距为1.0 5‑5.01Å； 和/或， 所述正极材料的D50粒径为5.01 ‑22.36 μm； 和/或， 所述正极材料的比表面积为0.1 ‑1.25 m2/g； 和/或， 所述正极材料的残碱含量 为0.01‑21.25 wt(%)； 和/或， 所述正极材料的振实密度为1.5 ‑2.35 g/cm3。 4.一种权利要求1至 3中任一项所述的正极材 料的制备 方法， 其特 征在于， 包括： 将制备所述正极材料的各原料加入柠檬酸溶 液混合均匀得到第一混合物； 将所述混合物放置 于基体箔片上辊压成片得到第二混合物； 将所述第二混合物烧结 得到所述 正极材料。 5.根据权利要求4所述的正极材料的制备方法， 其特征在于， 将制备所述正极材料的原 料加入所述柠檬酸溶 液混合均匀得到所述第一混合物的步骤 包括： 将0.05‑1.25mol的钠盐、 0.01 ‑1mol的含有镍盐、 铁盐和锰盐的混合金属盐， 以及0.01 ‑ 1mol的所述二维纳米网络薄膜状的NASICON材料混合， 并加入0.01 ‑15 wt(%)的所述柠檬酸 溶液后混合均匀得到所述第一混合物； 或者， 将1mol的含镍、 铁以及锰 的前驱体盐、 0.01 ‑1.25mol的钠盐， 以及0.01 ‑1mol2D的所述 二维纳米网络薄膜状的NASICON材料混合， 并加入0.01 ‑15 wt(%)的所述柠檬酸溶液后混合 均匀得到所述第一混合物。 6.根据权利要求 4所述的正极材 料的制备 方法， 其特 征在于： 辊压在辊压 机上完成， 辊压的压力为0.1 ‑200Mpa， 辊压的时间为0.1 ‑2.5h； 和/或， 烧结在固相烧结炉中完成， 且烧结温度为700℃ ‑1100℃； 升温速率为0.1 ‑10℃/min， 保 温时间为0.5 ‑48h。 7.根据权利要求4所述的正极材料的制备方法， 其特征在于， 制备所述正极材料的所述权　利　要　求　书 1/2 页 2 CN 115498191 A 2二维纳米网络薄膜状的NASICON材 料的制备包括： 选择衬底， 且将衬底放入管式炉中并通入气体加热； 且选择制备所述二维纳米网络薄 膜状的NASICON材 料的各原料 溶解在溶剂中并经喷雾器雾化形成雾化气体； 将所述雾化气体通入所述管式炉中进行反应， 以在所述衬底上生长所述二维纳米网络 薄膜状的NASICON材 料。 8.根据权利要求7 所述的正极材 料的制备 方法， 其特 征在于： 所述衬底为SiO2衬底、 Si衬底、 纯 金属衬底或合金衬底中的任一种； 和/或， 通入所述气体加热的步骤中， 所述气体为氢气、 氢氩混合气、 氮气、 氩气和有机气体中 的任一种； 和/或， 通入所述气体加热的步骤中， 加热温度为5 00‑900℃， 加热后保持时间为10 ‑30min； 和/或， 将所述雾化气体通入所述管式炉中进行反应的反应时间为10 ‑30min； 和/或， 所述二维纳米网络薄膜状的NASICON材料的制备还包括将生长有所述二维纳米网络薄 膜状的NASICON材料的所述衬底倒置于水蒸气上方， 并将热释胶带贴设在所述衬底生长有 NASICON材料的表 面， 且撕下胶带得到所述热释胶带和所述二维纳米网络 薄膜状的NASICON 材料的堆叠结构； 将所述堆叠结构贴设于目标基片上， 并加热后撕下所述热释胶带， 以将所 述二维纳米网络薄膜状的NASICON材 料转移至所述目标基片。 9.一种正极极片， 其特征在于， 包括权利要求1至3中任一项所述的正极材料； 或者， 包 括权利要求 4至8中任一项所述的正极材 料的制备 方法制备 得到的正极材 料。 10.一种钠离 子电池， 其特 征在于， 包括权利要求9所述的正极 极片。权　利　要　求　书 2/2 页 3 CN 115498191 A 3