【技術實現步驟摘要】
本專利技術涉及鈉離子電池制備領域，具體而言，涉及一種鈉離子電池及其制備方法、應用。
技術介紹
1、由于鋰資源匱乏，且隨著電動汽車的推廣，導致了原料鋰化合物的價格不斷走高，同時鋰離子二次電池的安全性低，所以開發新離子體系的二次電池也成為了近年研究的重點。鈉和鋰處于同一主族，二者化學性質相近，且鈉儲量豐富、價格低廉，這使得鈉離子電池能夠成為替代鋰離子電池在儲能領域應用的一種可行性方案。
2、鈉離子電池正極層狀氧化物材料具有結構穩定等優點，且能夠為鈉離子提供最大維度的傳輸通道，但其在空氣儲存中不穩定，表現為容量衰減、過剩電位增加和堿性物質的形成，更高的鐵含量產生03型材料被確定為與空氣反應更強，導致鈉溶解和表面形成碳酸鹽。在空氣降解過程中，顆粒表面會產生碳酸鈉，這是晶格na+和空氣中二氧化碳之間反應的結果。同時，水分子在通過na/h+交換加速na+從晶格中溶解方面發揮著重要作用，導致水合相或結構過渡的形成。因此，尋找創新戰略來優化制造工藝并最大限度地降低空氣保護成本，對于提高鈉離子電池的商業可行性和廣泛采用至關重要。
3、針對正極層狀氧化物材料存在的上述問題，現有的改進手段主要是表面包覆，通過對層狀氧化物進行表面包覆，可以將正極材料與空氣隔開，減少副反應，保護材料不與電解質反應，抑制堿的產生，從而可以優化材料的循環性能、安全性能和倍率性能。具體地，傳統做法一般是將電極材料與納米粒子進行固相混合，但是該方法不能有效控制正極材料顆粒表面包覆的納米粒子的厚度，而且已經生成的堿性物質依然存在材料表面，從而使得鈉電正極材
4、有鑒于此，特提出本專利技術。
技術實現思路
1、本專利技術的第一目的在于提供一種鈉離子電池的制備方法，該方法通過采用lalzo固態電解質包覆在電池正極層狀氧化物材料的表面，可以防止暴露在空氣中與氧氣、水發生副反應和電解液腐蝕。燒結溫度的分段設置有利于lalzo在材料表面的均勻包覆，保持材料原有的層間距，提高性能，以此達到最好的包覆的效果。并且鈉離子電池正極層狀氧化物材料能與水發生副反應，導致結構坍塌，性能下降，這樣通過采用醇類可以有效的去除表面鈉殘留物。
2、本專利技術的第二目的在于提供上述制備方法制備得到的鈉離子電池，該鈉離子電池是在鈉離子電池正極層狀氧化物材料外包覆lalzo(鋁摻雜鋰鑭鋯氧固態電解質)，該材料具有離子遷移性佳、空氣穩定性好，以及不易被電解液腐蝕的技術效果。
3、為了實現本專利技術的上述目的，特采用以下技術方案：
4、本專利技術提供了一種鈉離子電池的制備方法，包括如下步驟：
5、正極層狀氧化物材料與lalzo混合加入醇類進行攪拌、高溫燒結，得到lalzo包覆的鈉離子電池正極層狀氧化物材料；
6、所述高溫燒結的步驟包括在200℃-400℃的溫度下燒結2h-6h，然后在550℃-850℃溫度下燒結1h-8h。
7、本專利技術通過采用將正極層狀氧化物材料與lalzo混合，再加入溶液進行攪拌，之后進行分段高溫燒結，這樣既能夠去除鈉離子電池正極層狀氧化物(naxtmo2)材料表面殘留的堿，同時還能夠對材料實現表面包覆，達到了鈉電正極材料離子遷移性佳、空氣穩定性好，以及不易被電解液腐蝕的技術效果。
8、本專利技術提供的改性方法，不僅操作步驟少，工藝簡單，成功率高，適合規模化推廣生產，而且解決了現有技術中鈉電正極材料存在容量不佳、空氣穩定性差，以及倍率低的技術問題，達到了正極材料離子遷移性佳、空氣穩定性好，以及不易被電解液腐蝕的技術效果。
9、將正極層狀氧化物材料與lalzo混合后隨后加入溶液，之所以添加醇類，是因為有醇類溶液的存在能清洗材料表面殘留的堿，同時使lalzo能夠與材料更均勻混合，具有提高混合效果的作用。
10、優選地，作為進一步可實施的方案，所述醇類包括甲醇、乙醇、丙醇、異丙醇、丁醇、乙二醇、異丁醇、仲丁醇、叔丁醇、正戊醇、仲戊醇、正辛醇、仲辛醇以及正己醇中的至少一種。上述醇類中最優的是選擇乙醇，因為乙醇不僅易獲得，而且相對來說安全性以及去除效果都比較優異。攪拌過程中lalzo與材料混合更加均勻，之后通過高溫燒結，醇被蒸發，lalzo會在材料表面形成包覆。
11、優選地，作為進一步可實施的方案，所述高溫燒結的步驟包括：在250℃-350℃的溫度下燒結3h-4h，然后在600℃-700℃溫度下燒結2h-6h。
12、高溫燒結的第一步燒結溫度條件例如為200℃、250℃、300℃、350℃、400℃。時間條件例如為2h、2.5h、3h、3.5h、4h、4.5h、5h、5.5h、6h。第二步燒結溫度條件例如為550℃、600℃、650℃、700℃、850℃；時間條件例如為1h、1.5h、2h、2.5h、3h、3.5h、4h、4.5h、5h、5.5h、6h、6.5h、7h、7.5h、8h。
13、本專利技術之所以采用的是分段焙燒，使lalzo在材料表面形成包覆，是因為兩段溫度煅燒生成的lalzo包覆層更加均勻，同時具有高穩定性和高離子電導等的特點，由此解決了現有技術中鈉電正極材料存在容量不佳、空氣穩定性差，以及倍率低的技術問題；此外，本專利技術提供的包覆方法，操作步驟少，工藝簡單，成功率高，適合規模化推廣生產。
14、所以，對于具體實踐過程中發現采用兩段焙燒的方式，以及每段焙燒都按照本專利技術的操作溫度以及操作時間進行具體操作下，能夠保證制備得到的材料具有更為優異的性能，提高了材料本身的穩定性，所以最好按照本專利技術的方案進行操作。
15、優選地，作為進一步可實施的方案，所述lalzo的用量為所述正極層狀氧化物材料重量的0.1％-3％，優選地為0.5％-2.5％，更優選地為1-2％。
16、例如還可以選擇為0.1％、0.2％、0.3％、0.4％、0.5％、0.6％、0.7％、0.8％、0.9％、1％、1.1％、1.2％、1.3％、1.4％、1.5％、1.6％、1.7％、1.8％、1.9％、2％、2.1％、2.2％、2.3％、2.4％、2.5％、2.6％、2.7％、2.8％、2.9％。
17、優選地，作為進一步可實施的方案，混合之后進行研磨，研磨的時間為20-60min。
18、優選地，作為進一步可實施的方案，研磨之后加入醇類，攪拌的時間為10-40min。
19、優選地，作為進一步可實施的方案，高溫燒結之后進行降溫，降溫的速率為0.5℃/min-1℃/min。例如可以為0.5℃/min、0.6℃/min、0.7℃/min、0.8℃/min、0.9℃/min。
20、本專利技術還提供了上述制備方法制備得到的鈉離子電池。
21、本專利技術的鈉離子電池，循環穩定性好，倍率性能佳，工作性能出色。
22、上述鈉離子電池除包含本專利技術正極材料的正極片外，還進一步包括電解液，以及隔膜；
23、可用電解質一般由將本文檔來自技高網...
【技術保護點】
1.一種鈉離子電池的制備方法，其特征在于，包括如下步驟：
2.根據權利要求1所述的制備方法，其特征在于，所述醇類包括甲醇、乙醇、丙醇、異丙醇、丁醇、乙二醇、異丁醇、仲丁醇、叔丁醇、正戊醇、仲戊醇、正辛醇、仲辛醇以及正己醇中的至少一種。
3.根據權利要求1所述的制備方法，其特征在于，所述高溫燒結的步驟包括：在250℃-350℃的溫度下燒結3h-4h，然后在600℃-700℃溫度下燒結2h-6h。
4.根據權利要求1所述的制備方法，其特征在于，所述LALZO的用量為所述正極層狀氧化物材料重量的0.1%-3%，優選地為0.5%-2.5%，更優選地為1-2%。
5.根據權利要求1所述的制備方法，其特征在于，混合之后進行研磨，研磨的時間為20-60min。
6.根據權利要求1所述的制備方法，其特征在于，研磨之后加入醇類，攪拌的時間為10-40min。
7.根據權利要求1所述的制備方法，其特征在于，高溫燒結之后進行降溫，降溫的速率為0.5℃/min-1℃/min。
8.權利要求1-7任一項所述的制備方法制備得
9.權利要求1-7任一項所述的制備方法制備得到的鈉離子電池以及權利要求8所述的鈉離子電池在設備驅動中的應用。
...【技術特征摘要】
1.一種鈉離子電池的制備方法，其特征在于，包括如下步驟：
2.根據權利要求1所述的制備方法，其特征在于，所述醇類包括甲醇、乙醇、丙醇、異丙醇、丁醇、乙二醇、異丁醇、仲丁醇、叔丁醇、正戊醇、仲戊醇、正辛醇、仲辛醇以及正己醇中的至少一種。
3.根據權利要求1所述的制備方法，其特征在于，所述高溫燒結的步驟包括：在250℃-350℃的溫度下燒結3h-4h，然后在600℃-700℃溫度下燒結2h-6h。
4.根據權利要求1所述的制備方法，其特征在于，所述lalzo的用量為所述正極層狀氧化物材料重量的0.1%-3%，優選地為0.5%-2...
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