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CN118553874A - 钠离子电池正极材料及制备方法、正极片、钠离子电池和用电设备 - Google Patents

钠离子电池正极材料及制备方法、正极片、钠离子电池和用电设备 Download PDF

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CN118553874A
CN118553874A CN202410512118.6A CN202410512118A CN118553874A CN 118553874 A CN118553874 A CN 118553874A CN 202410512118 A CN202410512118 A CN 202410512118A CN 118553874 A CN118553874 A CN 118553874A
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李瀚文
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BYD Co Ltd
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Abstract

本发明实施例公开了一种钠离子电池正极材料及制备方法、正极片、钠离子电池和用电设备，所述钠离子电池正极材料包括内核和设置在所述内核上的包覆层，所述内核包括层状氧化物，所述包覆层包括金属含氧酸钠盐和导电聚合物。金属含氧酸钠盐是良好的钠离子导体，导电聚合物的电子电导率高，包含金属含氧酸钠盐和导电聚合物的包覆层既能提高正极材料与电解液的稳定性，又能同时提高正极材料表面的电子电导率和离子电导率，降低钠离子扩散阻抗，进而有效提高正极材料的倍率性能和循环性能。

Description

钠离子电池正极材料及制备方法、正极片、钠离子电池和用电 设备
技术领域
本发明涉及钠离子电池技术领域，尤其涉及一种钠离子电池正极材料及制备方法、正极片、钠离子电池和用电设备。
背景技术
层状氧化物正极材料具有较高的可逆储钠比容量，是极具大规模应用前景的钠离子电池正极材料。然而，其表面在循环过程中会受到来自电解液分解副产物HF的侵蚀，导致过渡金属离子的溶出和结构的不可逆转变；此外，高荷电状态下的层状氧化物正极材料会释放活性氧，进一步加剧电解液的分解和正极材料容量的衰减。为解决上述问题，通常通过在层状氧化物正极材料表面设置包覆层对正极材料进行保护。现有包覆层通常为氧化物，如氧化铝、氧化钛等。然而，氧化物包覆层一方面电子电导率较差，会阻碍电子传输，降低材料的动力学特性，另一方面是钠离子的不良导体，会阻碍钠离子的迁移，增大电化学过程的阻抗。因此需要一种循环稳定性好、电化学性能优异的钠离子电池正极材料。
发明内容
基于此，本发明实施例提供一种钠离子电池正极材料及制备方法、正极片、钠离子电池和用电设备，该钠离子电池正极材料具有包含金属含氧酸钠盐和导电聚合物组成的包覆层，金属含氧酸钠盐是良好的钠离子导体，导电聚合物的电子电导率高，包覆层既能提高正极材料与电解液的稳定性，又能同时提高正极材料表面的电子电导率和离子电导率，降低钠离子的扩散阻抗，进而有效提高正极材料的倍率性能和循环性能。
第一方面，本发明实施例提供了一种钠离子电池正极材料，包括内核和设置在所述内核上的包覆层，所述内核包括层状氧化物，所述包覆层包括金属含氧酸钠盐和导电聚合物。
本发明实施方式中，所述金属含氧酸钠盐包括钼酸钠和钨酸钠中的至少一种；和/或，所述导电聚合物包括聚吡咯、聚吡啶和聚苯胺中的至少一种。
本发明实施方式中，所述包覆层中，所述金属含氧酸钠盐的质量百分含量为0.1％-99.9％，所述导电聚合物的质量百分含量为0.1％-99.9％。
本发明实施方式中，所述包覆层中，所述金属含氧酸钠盐的质量百分含量为5％-95％，所述导电聚合物的质量百分含量为5％-95％。
本发明实施方式中，所述包覆层的质量为所述钠离子电池正极材料质量的0.05％-10％，所述内核的质量为所述钠离子电池正极材料质量的90％-99.5％。
本发明实施方式中，所述包覆层的厚度为1nm-15nm。
本发明实施方式中，所述包覆层在所述内核表面的包覆率为40％-100％。
本发明实施方式中，所述层状氧化物包括O3相钠离子层状氧化物，所述O3相钠离子层状氧化物的化学通式为Nax1Nix2Fex3Mnx4Mx5O2，其中，M包括Ti、W、Mo、V、Zr、Cr和Al中的至少一种，0.6≤x1≤1.1，0＜x2＜1，0＜x3＜1，0＜x4＜1，0＜x5≤0.2，x2+x3+x4+x5＝1。
本发明实施方式中，所述钠离子电池正极材料的粒径D50为0.5μm-20μm。
本发明实施例提供的钠离子电池正极材料具有包含金属含氧酸钠盐和导电聚合物组成的包覆层，金属含氧酸钠盐是良好的钠离子导体，导电聚合物的电子电导率高，包覆层既能提高正极材料与电解液的稳定性，又能同时提高正极材料表面的电子电导率和离子电导率，降低钠离子扩散阻抗，进而有效提高正极材料的倍率性能和循环性能。
第二方面，本发明实施例提供了一种第一方面所述的钠离子电池正极材料的制备方法，包括：
将层状氧化物与金属含氧酸钠盐混合，在含氧气氛下进行第一次煅烧，得到半成品；
将所述半成品与导电聚合物混合，在惰性气氛下进行第二次煅烧，得到所述钠离子电池正极材料。
本发明实施方式中，所述第一次煅烧的温度比所述金属含氧酸钠盐的熔点高5℃-100℃，所述第一次煅烧的时间为0.5h-10h；所述含氧气氛包括空气或氧气。
本发明实施方式中，所述第二次煅烧的温度比所述导电聚合物的熔点高5℃-100℃，所述第二次煅烧的时间为0.5h-10h；所述惰性气氛包括氩气或氮气。
本发明实施例提供的制备方法通过简单的固相混合和热处理便可以在钠离子正极材料表面得到较为均匀的包覆层，包覆工艺简单，易于大规模量产应用，同时，本技术的包覆过程不需要水或其他溶剂参与，可以有效避免水对钠离子电池正极材料结构的破坏。同时，后续不需要进行废水处理，环保且省事。相比现有工艺，本方案所得到的包覆层更为均匀。
第三方面，本发明实施例提供了一种正极片，包括正极集流体和设置在所述正极集流体上的活性材料层，所述活性材料层包括第一方面所述的钠离子电池正极材料或第二方面所述的制备方法制得的钠离子电池正极材料。
本发明实施例提供的正极片包括了上述具有金属含氧酸钠盐和导电聚合物的包覆层的钠离子电池正极材料，可以有效地改善正极片的导电性能和稳定性。
第四方面，本发明实施例提供了一种钠离子电池，包括第三方面所述的正极片。
本发明实施例提供的钠离子电池包含了上述具有较好导电性能和稳定性的正极片，提高了钠离子电池的循环性能和倍率性能。
第五方面，本发明实施例提供了一种用电设备，所述用电设备包括第四方面所述的钠离子电池。
本发明提供的用电设备含有上述钠离子电池，该钠离子电池兼具良好的循环性能和倍率性能，有利于提升用电设备的续航能力，提升用电设备的市场竞争力。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对本发明实施例所需要使用的附图进行说明。
图1是本发明一实施例提供的钠离子电池正极材料的结构示意图。
具体实施方式
以下所述是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也视为本发明的保护范围。
近年来，随着锂离子电池的大规模商业化应用，锂资源储量短缺和价格上涨的问题引起人们关注。钠离子电池因其钠储量丰富、能量密度可观、成本低廉，在未来大规模储能装置的应用中前景广阔。层状氧化物正极材料在钠离子电池中展现出巨大的应用潜力，其可逆储钠比容量较高。然而，这种材料在循环过程中易受电解液分解副产物HF的侵蚀，导致过渡金属离子溶出和结构不可逆转变。此外，高荷电状态下，层状氧化物正极材料会释放活性氧，进一步加速电解液分解和正极材料容量的衰减。为提高正极材料和电解液的稳定性，通常采用在层状氧化物正极材料表面设置包覆层的方法进行保护。现有的包覆层材料多为氧化物，如氧化铝、氧化钛等。然而，这些氧化物包覆层的电子电导率和钠离子导电性较差，可能阻碍电子传输和钠离子迁移，增大电化学过程的阻抗，降低材料的动力学特性。基于此，本发明实施例提供了一种钠离子电池正极材料。
参见图1，图1是本发明一实施例提供的钠离子电池正极材料的结构示意图。钠离子电池正极材料100包括内核110和设置在内核110上的包覆层111，内核110包括层状氧化物，包覆层111包括金属含氧酸钠盐和导电聚合物，金属含氧酸钠盐和导电聚合物均匀分布在包覆层111中。
本发明实施例提供的钠离子电池正极材料100包含具有金属含氧酸钠盐和导电聚合物组成的包覆层111，金属含氧酸钠盐是良好的钠离子导体，导电聚合物的电子电导率高，包覆层111既能提高正极材料与电解液的稳定性，又能同时提高正极材料表面的电子导电性和离子导电性，降低钠离子扩散阻抗，进而有效提高正极材料的倍率性能和循环性能，还能在电池循环过程中，诱导正极材料表面生成高质量的电化学界面(CEI)层，降低钠离子在CEI层中的迁移阻抗，提升反应动力学。
本发明实施方式中，金属含氧酸钠盐包括钼酸钠和钨酸钠中的至少一种，上述金属含氧酸钠盐具有较高的化学稳定性，可以增加正极材料的抗氧化性和耐腐蚀性，同时具有良好的钠离子导电性，能提升正极材料的倍率性能和循环性能。
本发明实施方式中，导电聚合物包括聚吡咯、聚吡啶和聚苯胺中的至少一种，上述导电聚合物既可以减少正极材料与电解液之间的电化学界面反应，又具有良好的离子导电性，有利于提升正极材料的倍率性能和循环性能。
本发明实施方式中，包覆层中，金属含氧酸钠盐的质量百分含量为0.1％-99.9％，导电聚合物的质量百分含量为0.1％-99.9％，在本发明一些实施方式中，金属含氧酸钠盐的质量百分含量为5％-95％，导电聚合物的质量百分含量为5％-95％，能更好地兼顾包覆层的钠离子导电性和电子导电性。一些实施方式中，包覆层中金属含氧酸钠盐的质量百分含量例如为0.1％、1％、10％、20％、30％、40％、50％、60％、70％、80％、90％、99.9％；包覆层中导电聚合物的质量百分含量例如为可以为99.9％、90％、80％、70％、60％、50％、40％、30％、20％、10％、1％、0.1％。
本发明实施方式中，包覆层的质量可以为钠离子电池正极材料质量的0.05％-10％。控制合适的包覆层质量既能增加正极材料的稳定性和导电性，又不影响正极材料的容量。一些实施方式中，包覆层的质量例如可以为钠离子电池正极材料质量的0.05％、0.1％、0.25％、0.5％、1％、1.5％、2％、2.5％、3％、4％、5％、6％、7％、8％、9％或10％。本发明实施方式中，包覆层中，内核的质量为钠离子电池正极材料质量的90％-99.5％，控制合适的内核质量既能保证正极材料的容量，又能兼顾正极材料的稳定性和导电性。一些实施方式中，内核的质量例如可以为钠离子电池正极材料质量的90％、91％、92％、93％、94％、95％、96％、96.5％、97％、98％、99％或99.5％。
本发明实施方式中，包覆层111的厚度可以为1nm-15nm，控制合适的包覆层厚度既能增加正极材料的稳定性和导电性，又不影响正极材料的容量。本申请实施方式中，包覆层111的厚度可以通过FIB-TEM(Focused Ion Beam-Transmission Electron Microscope，聚焦离子束-透射电子显微镜)测试得到。一些实施方式中，包覆层111的厚度例如可以为1nm、2nm、3nm、4nm、5nm、6nm、7nm、8nm、9nm、10nm、11nm、12nm、13nm、14nm或15nm。本发明实施方式中，包覆层可以包覆内核的部分或全部表面，包覆层的形貌可以为膜状、颗粒状、膜状和颗粒状混合形貌。
本发明实施方式中，包覆层111在内核110表面的包覆率为40％-100％，即包覆层111覆盖内核110表面的面积占比大于40％，包覆层在内核表面的包覆率大，能减少内核与电解液的接触，更好地避免层状氧化物被电解液腐蚀。一些实施方式中，包覆层对内核的包覆率可以为40％、45％、50％、55％、60％、65％、70％、75％、80％、85％、90％、95％或100％。
本发明实施方式中，层状氧化物包括O3相钠离子层状氧化物，O3相钠离子层状氧化物的化学通式为Nax1Nix2Fex3Mnx4Mx5O2，其中，M为掺杂元素，M包括Ti、W、Mo、V、Zr、Cr和Al中的至少一种，0.6≤x1≤1.1，0＜x2＜1，0＜x3＜1，0＜x4＜1，0＜x5≤0.2，x2+x3+x4+x5＝1。O3相钠离子层状氧化物具有高比容量，可以储存更多的钠离子，提高电池的能量密度，同时具有较大的层间间距和可调节的层间孔隙结构，有利于钠离子的快速扩散和嵌入/脱嵌过程，从而提高电池的充放电速率。一些实施方式中，x1的取值范围为：0.6≤x1≤1，具体地，x1例如可以为0.6、0.7、0.8、0.9、1；一些实施方式中，x5的取值范围为：0.005≤x5≤0.03，具体地，x5例如可以为0.005、0.01、0.02或0.03。一些实施例中，O3相钠离子层状氧化物可以是O3相钠离子单晶层状氧化物，单晶结构可以提高材料压实密度，减少表面积并降低颗粒开裂，从而更好地提高循环寿命。
本发明实施方式中，钠离子电池正极材料100的粒径D50可以为0.5μm-20μm，本申请实施方式中，钠离子电池正极材料100的粒径D50的测试方法可以参照GB/T 19077-2016。钠离子电池正极材料100的形状可以是多样的，例如为球形或类球形团聚体、或块体，正极材料粒径小，正极材料容量会越高，钠离子在材料中的扩散快，材料的动力学性能好，电池倍率性能好；正极材料粒径大，正极材料在电池循环过程中表面会产生较少副反应，正极材料的循环性能好，循环存储性能优；本发明将正极材料的粒径设置为上述范围，可以保证正极材料的循环性能和所制备的电池的倍率性能。一些实施方式中，钠离子电池正极材料的粒径D50例如可以为0.5μm、1μm、2μm、3μm、4μm、5μm、6μm、7μm、8μm、9μm、10μm、11μm、12μm、13μm、14μm、15μm、16μm、17μm、18μm、19μm或20μm。
本发明实施例还提供了一种上述任一实施方式中的钠离子电池正极材料的制备方法，包括：
将层状氧化物与金属含氧酸钠盐混合，在含氧气氛下进行第一次煅烧，得到半成品；
将半成品与导电聚合物混合，在惰性气氛下进行第二次煅烧，得到钠离子电池正极材料。
本发明实施例提供的制备方法通过简单的固相混合和热处理便可以在钠离子正极材料表面得到较为均匀的包覆层，包覆工艺简单，易于大规模量产应用，同时，本技术的包覆过程不需要水或其他溶剂参与，可以有效避免水对钠离子电池正极材料结构的破坏。同时，后续不需要进行废水处理，环保且省事。相比现有工艺，本方案所得到的包覆层更为均匀。
本发明实施方式中，第一次煅烧的温度比金属含氧酸钠盐的熔点高5℃-100℃，第一次煅烧的时间为0.5h-10h，其中金属含氧酸钠盐的熔点指的是金属含氧酸钠盐的熔化温度。第一次煅烧的温度高于金属含氧酸钠盐的熔化温度，可以使金属含氧酸钠盐在高于熔点温度的热处理过程中发生熔融及流动，进而均匀覆盖在层状氧化物颗粒的表面，冷却后便可以得到覆盖有均匀包覆层的正极材料。将第一次煅烧的温度和时间控制在上述范围内，既有利于包覆层的均匀包覆，又能避免副产物的产生。一些实施方式中，第一次煅烧的温度比金属含氧酸钠盐熔点高5℃、10℃、20℃、30℃、40℃、50℃、60℃、70℃、80℃、90℃或100℃，第一次煅烧的时间可以为0.5h、1h、2h、3h、4h、5h、6h、7h、8h、9h或10h。
本发明实施方式中，金属含氧酸钠盐的熔点可以通过热重分析和示差扫描量热法(TG-DSC)进行确定。
本发明实施方式中，含氧气氛包括空气或氧气，由于第一次煅烧的温度较高，在含氧气氛下煅烧可以避免层状氧化物的氧流失。
本发明实施方式中，第二次煅烧的温度比导电聚合物的熔点高5℃-100℃，第二次煅烧的时间为0.5h-10h，其中导电聚合物的熔点指的是导电聚合物的熔化温度。第二次煅烧的温度高于导电聚合物的熔化温度，可以使导电聚合物在高于熔点温度的热处理过程中发生熔融及流动，进而均匀覆盖在半成品的表面，冷却后便可以得到覆盖有均匀包覆层的正极材料。将第二次煅烧的温度和时间控制在上述范围内，既有利于包覆层的均匀包覆，又能避免导电聚合物发生化学反应(如碳化反应)，确保导电聚合物经第二次煅烧后依然以导电聚合物(本身)的形式包覆到正极材料表面。一些实施方式中，第二次煅烧的温度比导电聚合物熔点高5℃、10℃、20℃、30℃、40℃、50℃、60℃、70℃、80℃、90℃或100℃，第二次煅烧的时间可以为0.5h、1h、2h、3h、4h、5h、6h、7h、8h、9h或10h。
本发明实施方式中，第二次煅烧在惰性气氛下进行，从而避免导电聚合物发生氧化反应生成副产物，具体地，惰性气氛包括氩气或氮气。
本发明实施方式中，金属含氧酸钠盐和导电聚合物的纯度均在99％以上，避免杂质影响正极材料的导电性和稳定性。
本发明实施例还提供了一种正极片，包括正极集流体和设置在正极集流体上的活性材料层，活性材料层包括上述任一实施方式中的钠离子电池正极材料或上述任一实施方式中的制备方法制得的钠离子电池正极材料。
本发明实施方式中，活性材料层还包括导电剂和粘结剂等组分，本发明对这些材料不做具体限定，可根据实际应用需求选择合适的材料。具体地，导电剂包括但不限于石墨、碳黑、乙炔黑、石墨烯、碳纤维和碳纳米管中的一种或多种。粘结剂包括但不限于聚偏氟乙烯、可溶性聚四氟乙烯、丁苯橡胶、羟丙基甲基纤维素、甲基纤维素、羧甲基纤维素、聚乙烯醇、丙烯腈共聚物、海藻酸钠、壳聚糖和壳聚糖衍生物中的一种或多种。
本发明实施例提供的正极片包括了上述具有金属含氧酸钠盐和导电聚合物的包覆层的钠离子电池正极材料，可以有效地改善正极片的导电性能和稳定性。
本发明实施例提供了一种钠离子电池，包括上述任一实施方式中的正极片。
本发明实施例提供的钠离子电池包含了上述具有较好导电性能和稳定性的正极片，提高了钠离子电池的循环性能和倍率性能。
本发明实施例提供了一种用电设备，用电设备包括上述任一实施方式中的钠离子电池。具体地，用电设备包括但不限于为电动汽车、电动摩托车、电动自行车、移动电源、无人机、手机、电脑、相机、电动工具、智能家居或可穿戴设备。
本发明提供的用电设备含有上述钠离子电池，该钠离子电池兼具良好的循环性能和倍率性能，有利于提升用电设备的续航能力，提升用电设备的市场竞争力。
以下通过具体实施例及对比例对本发明的技术方案做进一步的说明。
实施例1
将100g O3相钠离子层状氧化物NaNi0.39Mn0.3Fe0.3V0.01O2(D50＝10μm)与0.5g钼酸钠(熔化温度为687℃)进行混合，然后将混合物置于700℃、氧气气氛下进行第一次煅烧，时间为3h，冷却后得到半成品。再将半成品与0.5g聚吡咯(熔化温度为200℃)进行混合，随后将混合物置于220℃、N2气氛下进行第二次煅烧，时间为1h，冷却后得到钠离子电池正极材料。其中，钠离子电池正极材料的包覆层包括钼酸钠和聚吡咯，包覆层的厚度为5nm，包覆层的质量为钠离子电池正极材料质量的1％，包覆层中钼酸钠的质量百分含量为50％，包覆层中聚吡咯的质量百分含量为50％。
实施例2
与实施例1的区别在于，O3相钠离子层状氧化物采用NaNi0.39Mn0.3Fe0.3Al0.01O2(D50＝10μm)。
实施例3
与实施例1的区别在于，钼酸钠的用量为3g，钠离子电池正极材料的包覆层的厚度为7nm，包覆层的质量为钠离子电池正极材料质量的3.4％，包覆层中钼酸钠的质量百分含量为86％，包覆层中聚吡咯的质量百分含量为14％。
实施例4
与实施例1的区别在于，钼酸钠的用量为10g，钠离子电池正极材料的包覆层的厚度为10nm，包覆层的质量为钠离子电池正极材料质量的9.5％，包覆层中钼酸钠的质量百分含量为95％，包覆层中聚吡咯的质量百分含量为5％。
实施例5
与实施例1的区别在于，聚吡咯的用量为3g，钠离子电池正极材料的包覆层的厚度为5nm，包覆层的质量为钠离子电池正极材料质量的3.4％，包覆层中钼酸钠的质量百分含量为14％，包覆层中聚吡咯的质量百分含量为86％。
实施例6
与实施例1的区别在于，聚吡咯的用量为10g，钠离子电池正极材料的包覆层的厚度为8nm，包覆层的质量为钠离子电池正极材料质量的9.5％，包覆层中钼酸钠的质量百分含量为5％，包覆层中聚吡咯的质量百分含量为95％。
实施例7
与实施例1的区别在于，第一次煅烧的温度为780℃。
实施例8
与实施例1的区别在于，第一次煅烧的温度为740℃。
实施例9
与实施例1的区别在于，第二次煅烧的温度为300℃。
实施例10
与实施例1的区别在于，第二次煅烧的温度为280℃。
对比例1
与实施例1的区别在于，钠离子电池正极材料仅含有内核NaNi0.39Mn0.3Fe0.3V0.01O2(D50＝10μm)，不具有包覆层。
对比例2
与实施例1的区别在于，钠离子电池正极材料的包覆层为聚吡咯，聚吡咯的用量为0.5g，不含有钼酸钠，包覆层的厚度为3nm，包覆层的质量为钠离子电池正极材料质量的0.5％，包覆层中聚吡咯的质量百分含量为100％。
对比例3
与实施例1的区别在于，钠离子电池正极材料的包覆层为钼酸钠，钼酸钠的用量为0.5g，不含有聚吡咯，包覆层的厚度为3nm，包覆层的质量为钠离子电池正极材料质量的0.5％，包覆层中钼酸钠的质量百分含量为100％。
对比例4
与实施例1的区别在于，第二次煅烧的气氛为氧气。
将实施例1-10和对比例1-4制得的钠离子电池正极材料按照以下方法组装为钠离子扣式半电池：
将钠离子电池正极材料、聚偏氟乙烯、导电炭黑按照质量比为94：3：3的比例进行混合，随后将混合粉末加入N-甲基吡咯烷酮(NMP)溶液中并搅拌均匀。然后，使用涂布器将浆料均匀涂于铝箔上，随后放入温度为120℃真空干燥箱中真空干燥12h，再辊压制成正极片。在充满氩气的手套箱装配CR-2025型扣式钠离子电池，钠片作负极，隔膜为聚丙烯隔膜，电解液的溶质为1mol/L NaPF6，溶剂为碳酸乙烯酯(EC)和碳酸甲乙酯(EMC)的混合溶液，EC和EMC的体积比1∶1，得到实施例1-10和对比例1-4的钠离子扣式半电池。
将实施例1-10和对比例1-4的钠离子扣式半电池进行首圈库伦效率、倍率性能及循环性能的测试，结果列于表1中。
首圈库伦效率测试方法：首周0.1C恒流充电到4.0V，然后恒压充电，截止电流为0.02C，随后用0.1C恒流放电到2.0V。
倍率性能测试方法：利用0.1C恒流充电到4.0V，然后恒压充电，截止电流为0.02C，随后用0.1C恒流放电到2.0V，重复上述步骤三次后，利用0.5C充电到4.0V，然后恒压充电，截止电流为0.02C，随后用10C恒流放电到2.0V。
循环性能测试方法：利用0.1C恒流充电到4.0V，然后恒压充电，截止电流为0.02C，随后用0.1C恒流放电到2.0V，重复上述步骤三次后，利用1C的电流密度进行充放电循环，充放电区间为2.0-4.0V，记录第一次放电容量为C1，记录循环100圈后的放电容量为C100，100圈容量保持率％＝(C100/C1)×100％。
表1电化学性能测试结果
从表1可以获知，相比对比例1-3，实施例1-2的电池的具有更高的首圈库伦效率、0.1C下的放电比容量、10C下的放电比容量和容量保持率，表明通过在层状氧化物表面包覆具有金属含氧酸钠盐和导电聚合物的包覆层，有利于提高用其制得的电池的电化学性能。从实施例1、实施例3、实施例4、实施例5和实施例6可知，包覆层的质量为钠离子电池正极材料质量的1％-3.4％时，能更好地提升制得的正极材料的电化学性能。从实施例1、实施例7和实施例8可知，第一次煅烧的温度设置为高于金属含氧酸钠盐熔点13℃-53℃时，有利于更好地提升制得的正极材料的电化学性能。从实施例1、实施例9和实施例10可知，第二次煅烧的温度设置为高于导电聚合物熔点20℃-80℃时，有利于更好地提升制得的正极材料的电化学性能。从实施例1和对比例4可知，在氧气氛围下进行第二次煅烧，会显著降低制得的正极材料的电化学性能，表明第二次煅烧的气体氛围必须为惰性气氛。
以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (15)

1.一种钠离子电池正极材料，其特征在于，包括内核和设置在所述内核上的包覆层，所述内核包括层状氧化物，所述包覆层包括金属含氧酸钠盐和导电聚合物。
2.如权利要求1所述的钠离子电池正极材料，其特征在于，所述金属含氧酸钠盐包括钼酸钠和钨酸钠中的至少一种；和/或，所述导电聚合物包括聚吡咯、聚吡啶和聚苯胺中的至少一种。
3.如权利要求1所述的钠离子电池正极材料，其特征在于，所述包覆层中，所述金属含氧酸钠盐的质量百分含量为0.1％-99.9％，所述导电聚合物的质量百分含量为0.1％-99.9％。
4.如权利要求3所述的钠离子电池正极材料，其特征在于，所述包覆层中，所述金属含氧酸钠盐的质量百分含量为5％-95％，所述导电聚合物的质量百分含量为5％-95％。
5.如权利要求1所述的钠离子电池正极材料，其特征在于，所述包覆层的质量为所述钠离子电池正极材料质量的0.05％-10％，所述内核的质量为所述钠离子电池正极材料质量的90％-99.5％。
6.如权利要求1所述的钠离子电池正极材料，其特征在于，所述包覆层的厚度为1nm-15nm。
7.如权利要求1所述的钠离子电池正极材料，其特征在于，所述包覆层在所述内核表面的包覆率为40％-100％。
8.如权利要求1所述的钠离子电池正极材料，其特征在于，所述层状氧化物包括O3相钠离子层状氧化物，所述O3相钠离子层状氧化物的化学通式为Nax1Nix2Fex3Mnx4Mx5O2，其中，M包括Ti、W、Mo、V、Zr、Cr和Al中的至少一种，0.6≤x1≤1.1，0＜x2＜1，0＜x3＜1，0＜x4＜1，0＜x5≤0.2，且x2+x3+x4+x5＝1。
9.如权利要求1所述的钠离子电池正极材料，其特征在于，所述钠离子电池正极材料的粒径D50为0.5μm-20μm。
10.如权利要求1-9任一项所述的钠离子电池正极材料的制备方法，其特征在于，包括：
将层状氧化物与金属含氧酸钠盐混合，在含氧气氛下进行第一次煅烧，得到半成品；
将所述半成品与导电聚合物混合，在惰性气氛下进行第二次煅烧，得到所述钠离子电池正极材料。
11.如权利要求10所述的制备方法，其特征在于，所述第一次煅烧的温度比所述金属含氧酸钠盐的熔点高5℃-100℃，所述第一次煅烧的时间为0.5h-10h；所述含氧气氛包括空气或氧气。
12.如权利要求10所述的制备方法，其特征在于，所述第二次煅烧的温度比所述导电聚合物的熔点高5℃-100℃，所述第二次煅烧的时间为0.5h-10h；所述惰性气氛包括氩气或氮气。
13.一种正极片，其特征在于，包括正极集流体和设置在所述正极集流体上的活性材料层，所述活性材料层包括权利要求1-9任一项所述的钠离子电池正极材料或权利要求10-12任一项所述的制备方法制得的钠离子电池正极材料。
14.一种钠离子电池，其特征在于，所述钠离子电池包括权利要求13所述的正极片。
15.一种用电设备，其特征在于，所述用电设备包括权利要求14所述的钠离子电池。
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