本申請涉及電池,具體涉及一種正極材料及其制備方法、電池及用電設備。
背景技術:
1、在鈉離子電池技術領域,磷酸焦磷酸鐵鈉(nfpp)由于其高穩(wěn)定性,常作為正極活性材料。但是,由于磷酸焦磷酸鐵鈉的原材料的污染或在生產(chǎn)過程中的污染,磷酸焦磷酸鐵鈉通常會有微量的硫雜質,其中大部分硫雜質以硫酸根的形式存在,少量以硫單質的形式存在,使得nfpp作為正極制成的電池不可避免的存在硫雜質,該物質在電池中可能會發(fā)生一些副反應,從而影響電池的電化學性能,例如容量衰減、循環(huán)性能下降,甚至造成安全隱患。因此,需要提供一種含硫雜質較少的正極材料,以使得正極材料應用于電池時,電池具有較好的循環(huán)性能。
技術實現(xiàn)思路
1、鑒于此,本申請?zhí)峁┮环N正極材料及其制備方法、電池及用電設備,所述正極材料的硫雜質的含量較少,當所述正極材料應用于電池時,所述電池具有較好的循環(huán)性能。
2、本申請?zhí)峁┝艘环N正極材料,所述正極材料包括磷酸焦磷酸鐵鈉,所述正極材料中硫雜質的含量a的范圍為:0≤a≤100ppm。
3、進一步地,所述正極材料的中值粒徑d50的范圍為:3μm≤d50≤20μm。
4、本申請還提供了一種正極材料的制備方法,所述制備方法包括:提供鈉源、鐵源、磷源、碳源以得到漿料,向漿料中加入氨水,以使得漿料的ph滿足范圍:9≤ph≤10,對漿料進行砂磨、噴霧干燥以得到中間顆粒;將中間顆粒進行燒結,以得到所述正極材料。
5、進一步地,所述對中間顆粒進行燒結包括:將所述中間顆粒置于氬氣與還原氣體的混合氣氛中進行燒結。
6、進一步地,在所述氬氣與還原氣體的混合氣氛中,氬氣的體積占比b的范圍為:90%≤b≤98%。
7、進一步地,所述對中間顆粒進行燒結包括:對所述中間顆粒進行燒結的溫度t滿足范圍:520℃≤t≤600℃;對所述中間顆粒進行燒結的時間t滿足范圍:8h≤t≤14h。
8、進一步地,所述提供鈉源、鐵源、磷源、碳源以得到漿料包括:所述鈉源選自碳酸鈉、碳酸氫鈉、磷酸二氫鈉、磷酸氫二鈉、焦磷酸鈉、乙酸鈉、氫氧化鈉、硝酸鈉、過氧化鈉、檸檬酸鈉、草酸鈉中的至少一種;所述鐵源選自磷酸鐵、草酸亞鐵、硝酸鐵、金屬鐵、氧化鐵、氧化亞鐵、乙酸亞鐵、四氧化三鐵中的至少一種;所述磷源選自磷酸二氫銨、磷酸氫二銨、磷酸、五氧化二磷中的至少一種;所述碳源選自葡萄糖、檸檬酸、抗壞血酸、聚乙二醇、乙炔黑、石墨烯、碳納米管、蔗糖、淀粉中的至少一種。
9、本申請?zhí)峁┝艘环N電池,所述電池包括:正極極片、隔膜、負極極片以及電解液,所述正極極片包括本申請?zhí)峁┑恼龢O材料,或由本申請?zhí)峁┑恼龢O材料的制備方法制備得到的正極材料;所述隔膜設于所述正極極片的一側;所述負極極片設于所述隔膜背離所述正極極片的一側;所述電解液用于浸潤至少部分所述正極極片、至少部分所述隔膜及至少部分所述負極極片。
10、進一步地,所述電池在經(jīng)過1000次的充放電循環(huán)后,所述電解液中硫雜質的含量c的范圍為:0≤c≤20ppm。
11、本申請?zhí)峁┝艘环N用電設備,所述用電設備包括:設備本體以及本申請?zhí)峁┑碾姵?,所述電池為所述設備本體供電。
12、在本申請中,所述正極材料包括磷酸焦磷酸鐵鈉,所述正極材料中硫雜質的含量a滿足范圍0≤a≤100ppm,所述正極材料中不含有硫雜質或硫雜質的含量極少,當所述正極材料應用于正極極片且組裝于電池時,可減緩硫雜質與電解液的副反應,以避免消耗電池中的活性離子,且可避免硫雜質與鈉反應形成沉積物并沉積于負極極片的表面,以避免固態(tài)電解質界面膜(sei膜,solid?electrolyte?interface?membrane)厚度不均而增大電池的界面阻抗,從而使得電池具有較好的循環(huán)電性能。此外,還可減緩二氧化碳、二氧化硫等氣體的產(chǎn)生,以避免電池產(chǎn)氣,從而使得電池具有較好的安全性能。再者,還可避免硫雜質含量過多而形成硫酸,以減緩電解液的分解,從而使得電解液具有較高的離子傳導效率,并最終使得電池具有較好的循環(huán)性能。
1.一種正極材料,其特征在于,所述正極材料包括磷酸焦磷酸鐵鈉,所述正極材料中硫雜質的含量a的范圍為:0≤a≤100ppm。
2.根據(jù)權利要求1所述的正極材料,其特征在于,所述正極材料的中值粒徑d50的范圍為:3μm≤d50≤20μm。
3.一種正極材料的制備方法,其特征在于,所述制備方法包括:
4.根據(jù)權利要求3所述的制備方法,其特征在于,所述對中間顆粒進行燒結包括:將所述中間顆粒置于氬氣與還原氣體的混合氣氛中進行燒結。
5.根據(jù)權利要求4所述的制備方法,其特征在于,在所述氬氣與還原氣體的混合氣氛中,氬氣的體積占比b的范圍為:90%≤b≤98%。
6.根據(jù)權利要求3所述的制備方法,其特征在于,所述對中間顆粒進行燒結包括:對所述中間顆粒進行燒結的溫度t滿足范圍:520℃≤t≤600℃;對所述中間顆粒進行燒結的時間t滿足范圍:8h≤t≤14h。
7.根據(jù)權利要求3所述的制備方法,其特征在于,所述提供鈉源、鐵源、磷源、碳源以得到漿料包括:
8.一種電池,其特征在于,所述電池包括:
9.根據(jù)權利要求8所述的電池,其特征在于,所述電池在經(jīng)過1000次的充放電循環(huán)后,所述電解液中硫雜質的含量c的范圍為:0≤c≤20ppm。
10.一種用電設備,其特征在于,所述用電設備包括: