基于废旧电极片局域调控再生钠基正极材料及方法和应用

本发明涉及钠离子电池材料领域，具体涉及一种基于废旧电极片局域调控再生钠基正极材料及方法和应用。

背景技术：

1、非均匀反应长期以来是限制电极材料性能发挥的关键因素。受材料本身结构缺陷、晶面取向、颗粒尺寸等复杂因素影响，电池材料普遍存在非均匀反应难题(

nat.

commun. 2023, 14: 8394)，导致实际应用中材料在局域的优先失效引发整体性能衰退(

adv. mater.2025, 37: 2419253)。尽管非均匀反应的影响已经有较多探究，但因诱发因素复杂，始终难以有效定位并解决。

2、在以往研究中，异质元素掺杂是强化晶体结构的重要手段。然而，传统的表面或体相掺杂往往表现为改性区域结构的整体替换。一方面，易陷入“容量-稳定性”平衡困境；另一方面，整体的调控无法改变薄弱局域在整体结构中的“木桶效应”难题，这导致了长期循环下非均匀反应局域优先失效问题依然突出。近些年研究人员开始关注局域结构调控研究。如安徽工业大学彭波教授联合南京大学周豪慎教授提出了晶界焊接调控技术(

adv.

mater.2025, 38: e14943)。通过减少副反应剧烈的晶界以期实现局域“木桶效应”的消除。尽管如此，晶界仅是非均匀反应的集中区域之一，非晶界处的非均匀反应问题依然缺乏解决手段。

3、虽然在以往研究中研究人员已经充分认识到非均匀反应的复杂性及其危害性，但长期以来非均匀反应诱因复杂、分布随机，常规难以识别和定位，故缺乏有效应对手段。

技术实现思路

1、本发明的目的在于克服上述技术不足，提供一种基于废旧电极片局域调控再生钠基正极材料及方法和应用，解决现有技术中难以有效识别和调控电极材料普遍存在的局域非均匀反应导致提前失效的技术问题。

2、为达到上述技术目的，本发明提供的技术方案是：

3、第一方面，本发明提供一种基于废旧电极片局域调控再生钠基正极材料的方法，包括以下步骤：s1，将废旧电极片浸入水基溶剂中，剥离废旧正极材料并继续浸泡，进行脱钠应变处理；其后，经固液分离和烘干，得到材料a；s2，将材料a浸入含目标掺杂元素的盐溶液中，得到材料b；s3，向材料b中加入钠盐进行补钠处理，得到混合粉末c；混合粉末c经烧结得到钠基正极材料。

4、第二方面，本发明提供一种上述方法再生得到的钠基正极材料。

5、第三方面，本发明提供一种上述钠基正极材料在制备钠离子电池中的应用。

6、与现有技术相比，本发明的有益效果包括：

7、本发明先通过水基溶剂浸泡处理废旧电极片，将废旧正极材料从集流体上剥离并继续浸泡在该水基溶剂中，通过调控脱钠（h/na交换）应力引导异相区非均匀应变，定点产生裂纹，从而使此区域选择性暴露，为后续局域精确改性提供识别依据；再根据改性目的不同浸入不同盐溶液中，经溶液携带目标元素进入裂纹位置，实现目标元素在非均匀反应区局域附着；最后再进行统一的补钠再生同步实现元素掺杂增强，得到目标产物。本发明是一种基于非均匀应变驱动的钠基正极材料局域调控方法，具有路线新颖、工艺简单等特点，可实现电极材料普遍存在的局域非均匀反应有效识别和调控，为钠基氧化物材料的局域结构精准强化以抑制提前失效提供技术保障。

1.一种基于废旧电极片局域调控再生钠基正极材料的方法，其特征在于包括以下步骤：

2.根据权利要求1所述的基于废旧电极片局域调控再生钠基正极材料的方法，其特征在于，步骤s1中，所述废旧正极材料的化学式为naxniymnzmewo2,me选自fe、mg、al、cu、co、sn、ti和zn中的至少一种，其中，0≤x≤1,0≤y≤0.5,0.3≤z≤1.0,0≤w≤0.4,y+z+w=1。

3.根据权利要求1所述的基于废旧电极片局域调控再生钠基正极材料的方法，其特征在于，步骤s1中，所述水基溶剂包括水或水和小分子极性有机试剂的混合物，所述小分子极性有机试剂包括甲醇、乙醇、丙醇、丙酮、尿素和二甲亚砜中的一种或多种；

4.根据权利要求1所述的基于废旧电极片局域调控再生钠基正极材料的方法，其特征在于，步骤s1中，所述剥离废旧正极材料的浸泡时间为0～10min，脱钠应变处理是在超声条件下处理10～60min。

5.根据权利要求1所述的基于废旧电极片局域调控再生钠基正极材料的方法，其特征在于，步骤s2中，所述含目标掺杂元素的盐溶液中，所述目标掺杂元素包括li、cu、w、ca中的至少一种，盐包括钠盐、氯盐、醋酸盐或硝酸盐，溶剂与步骤s1中的水基溶剂相同；

6.根据权利要求1所述的基于废旧电极片局域调控再生钠基正极材料的方法，其特征在于，步骤s2具体包括：将材料a浸入含目标掺杂元素的盐溶液中先超声10～60min，再浸泡5～24h，得到材料b。

7.根据权利要求1所述的基于废旧电极片局域调控再生钠基正极材料的方法，其特征在于，步骤s3中，所述钠盐包括na2co3、naoh、nano3、na2o中至少一种。

8.根据权利要求1所述的基于废旧电极片局域调控再生钠基正极材料的方法，其特征在于，步骤s3中，所述烧结的温度为600～1200℃，烧结时间为1～20h。

9.如权利要求1-8任一项所述方法再生得到的钠基正极材料。

10.如权利要求9所述钠基正极材料在制备钠离子电池中的应用。