一种一步法制备的钒基聚阴离子型化合物及应用制造技术

本发明专利技术提供一种一步法制备的钒基聚阴离子型化合物及应用，原料均在高温熔融下反应，无需前期复杂工艺，直接在高温下呈液态熔融混合，原材料之间发生分子级别的混合，混合充分均匀，同时高温下反应能垒降低，可迅速反应获得分布均匀的纳米片状碳复合钒基聚阴离子型化合物；由于高温烧结后产物在惰性气体中快速冷却，避免了高温过程中氟磷酸钒基聚阴离子型化合物的分解，产物具有很高的纯度。由其组装电池的初始比容量接近理论比容量，电池倍率性能得到大幅提高。该方法为高性能氟磷酸钒基聚阴离子型化合物的高效合成及其在钠离子电池中的应用提供了新策略。

【技术实现步骤摘要】
一种一步法制备的钒基聚阴离子型化合物及应用
本专利技术涉及锂/钠离子电池电极材料
，特别涉及一种锂/钠离子电池用钒基聚阴离子型化合物的制备方法及应用。技术背景锂离子电池或钠离子电池的正极材料是决定电池能量密度的关键。优选的正极材料应具有高工作电压、高容量及稳定的结构。在众多的正极材料中，氟磷酸钒基聚阴离子化合物，氟磷酸钒锂(LiVPO4F，简称为LVPF)、一氟磷酸钒钠(NaVPO4F，简称为NVPF)、三氟磷酸钒钠(Na3V2(PO4)2F3，简称为NVPF3)具有高电压(分别为4.2V、3.4V和3.9V)、高理论比容量(分别为153mAh/g、143mAh/g和128mAh/g)、稳定的结构而受到广泛关注。但上述化合物本征电导率较低，限制了其性能的发挥。为了提高材料电导性，常用的方法是通过溶胶-凝胶法、固相或湿相球磨法过程中加入碳源形成碳复合氟磷酸钒基化合物，一定程度上提高了材料电导率，进而提高了电池的倍率性能和有效容量的发挥。但上述方法仍存在缺陷，溶胶-凝胶法需要选择水或者乙醇或混合物作为溶剂，且溶剂需要在100度左右温度下将本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种钒基聚阴离子型化合物的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：/n(1)将钒源、磷源、碳源、氟源和钠源或锂源混合，于惰性气氛下，在600-1000℃保持1h-10h；/n(2)将步骤(1)的反应产物置于惰性气氛中冷却，冷却时间为30s-5min，冷却温度为0-40℃，得到所述钒基聚阴离子型化合物。/n

【技术特征摘要】
1.一种钒基聚阴离子型化合物的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：
(1)将钒源、磷源、碳源、氟源和钠源或锂源混合，于惰性气氛下，在600-1000℃保持1h-10h；
(2)将步骤(1)的反应产物置于惰性气氛中冷却，冷却时间为30s-5min，冷却温度为0-40℃，得到所述钒基聚阴离子型化合物。


2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤(2)冷却后的产物置于高能球磨机中高速球磨，转速为300-800r/min，球磨时间为4-48h，随后得到所述钒基聚阴离子型化合物。


3.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，
当所述钒基聚阴离子型化合物为一氟磷酸钒钠(NaVPO4F)时，步骤(1)为将钒源、磷源、碳源、氟源和钠源混合，于惰性气氛下，在600-1000℃保持1h-10h；
所述钠源、钒源、磷源和氟源的摩尔比为1～1.2:1:1:1～1.5；
所述碳源的质量为钒源、钠源、氟源和磷源总质量的30～60％。


4.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，
当所述钒基聚阴离子型化合物为一氟磷酸钒锂(LiVPO4F)时，步骤(1)为将钒源、磷源、碳源、氟源和锂源混合，于惰性气氛下，在600-1000℃保持1h-10h；
所述锂源、钒源、磷源和氟源的化学计量比为1～1.2:1:1:1...

【专利技术属性】
技术研发人员：郑琼，李先锋，凌模翔，韩建鑫，张华民，
申请(专利权)人：中国科学院大连化学物理研究所，
类型：发明
国别省市：辽宁;21