改性的氟磷酸钒钠正极材料的制备方法及其应用技术

本发明专利技术公开了一种改性的氟磷酸钒钠正极材料的制备方法及其应用，所述改性的氟磷酸钒钠正极材料为复合单核型核壳结构，从外至内依次为碳层、磷酸钒钠层、碳层和氟磷酸钒钠层。通过常温将各原料进行简单混合，利用喷雾热解短时间的高温反应即可得到NaVPO4F微球，Na3V2(PO4)3前驱体溶液中加入NaVPO4F微球后，经超声、干燥煅烧成功制备出复合单核型核壳结构，实现对NaVPO4F微球的完全包覆，物理上隔绝NaVPO4F颗粒与电解液的直接接触，有效抑制氟磷酸钒钠与电解液之间的副反应，减少氟元素的溶解，稳定材料结构，进而提升材料的循环稳定性和放电比容量。

【技术实现步骤摘要】
改性的氟磷酸钒钠正极材料的制备方法及其应用
本专利技术涉及电化学
，具体来说，涉及一种钠离子电池正极材料
，尤其是涉及一种改性的氟磷酸钒钠正极材料的制备方法及其应用。
技术介绍
随着新能源汽车、新能源发电(太阳能、风能等)及电网储能等领域的迅速发展，二次电池的需求量剧增。锂离子电池因具有能量密度大、循环寿命长、安全性能好而得到推广应用。然而，未来大规模储能对锂资源的消耗需求巨大，电池级碳酸锂供不应求。钠与锂属于同一主族，被认为是可替代锂在二次电池中的应用。相对锂资源，钠资源储量丰富(2.32％)、价格低廉；此外，钠的标准氧化还原电位比锂高0.3V，使得钠离子电池负极端的电解液不易分解成膜，兼容性好；同时，极端工作条件(过充情况)下，钠离子电池不会存在锂离子电池中的金属枝晶生成，安全性更好，有望成为锂离子电池的替代品。四方晶系的氟磷酸钒钠(NaVPO4F)作为氟磷酸盐的典型代表，其结构是一个由PO4四面体和VO4F2八面体构建成延展的三维框架，提供钠离子扩散传输通道。作为钠离子电池正极材料，具有很高的电压平台(3.7V、4.2Vv.s.Na)、理论比容量为143mAh/g，本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种改性的氟磷酸钒钠正极材料，其特征在于，所述改性的氟磷酸钒钠正极材料为复合单核型核壳结构，从外至内依次为碳层、磷酸钒钠层、碳层和氟磷酸钒钠层。

【技术特征摘要】
1.一种改性的氟磷酸钒钠正极材料，其特征在于，所述改性的氟磷酸钒钠正极材料为复合单核型核壳结构，从外至内依次为碳层、磷酸钒钠层、碳层和氟磷酸钒钠层。2.根据权利要求1所述的改性的氟磷酸钒钠正极材料，其特征在于，所述磷酸钒钠层与氟磷酸钒钠层的摩尔比控制在0.03~0.2，碳含量控制在1wt%~25wt%。3.一种权利要求1~2任一所述的改性的氟磷酸钒钠正极材料的制备方法，其特征在于，具体包括如下步骤：1）将钠源、钒源、氟源和磷酸根源按照钠、钒、磷、氟元素摩尔比为1:1:1:1的比例混合溶于去离子水中，加入还原剂，搅拌制备得均一的NaVPO4F前驱体溶液；2）惰性气体氛围下，将配制好的NaVPO4F前驱体溶液经过喷雾热解制备出NaVPO4F微球；3）将钠源、钒源和磷酸根源按照钠、钒、磷元素摩尔比为3:2:3比例混合溶于水中，加入还原剂，搅拌混合制得Na3V2(PO4)3前驱体溶液；4）将制备好的NaVPO4F微球加入Na3V2(PO4)3前驱体溶液中，超声处理后，干燥，然后非氧化性气氛中煅烧，保持恒温，即得改性的氟磷酸钒钠微球，其结构从外到内依次为碳层、Na3V2(PO4)3层、碳层和NaVPO4F层。4.根据权利要求3所述的改性的氟磷酸钒钠正极材料的制备方法，其特征在于，所述氟源为氟化钠、三氟化钒或氟化铵中的一种；所述钠源为氢氧化钠、氟化钠、碳酸钠、碳酸氢钠、乙酸钠、草酸钠、偏钒酸钠、正钒酸钠和磷酸二氢钠中的一种或几种；所述钒源为五氧化二钒、偏钒酸铵、三氧化钒、碳酸钒、三氟化...

【专利技术属性】
技术研发人员：王接喜，盖晓臣，颜果春，李新海，王志兴，郭华军，彭文杰，胡启阳，
申请(专利权)人：中南大学，
类型：发明
国别省市：湖南,43