一种碳包覆中熵磷酸盐复合材料及其制备方法和应用技术

本发明专利技术公开了一种碳包覆中熵磷酸盐复合材料及其制备方法和应用。该复合材料由中熵化磷酸盐及其表面原位包覆碳层组成；所述中熵化磷酸盐中金属元素种类≥4；所述碳层厚度为2~10nm。该材料基于各组成元素间的协同作用，大幅优化材料的电化学性能；该材料以中熵磷酸盐为基底，采用多种金属元素构建出粒径均一、晶相纯度高和相稳定性好的磷酸盐载体，并通过原位包覆导电碳层，进一步提高材料的化学稳定性和热稳定性，拓展了复合材料的适用场景。以该复合材料为正极材料制备的钠离子电池，具有较高的电压平台，且在宽电化学窗口1.5~4.3V下相变过程依旧稳定，具有优异的电化学性能。具有优异的电化学性能。具有优异的电化学性能。

【技术实现步骤摘要】
一种碳包覆中熵磷酸盐复合材料及其制备方法和应用


[0001]本专利技术涉及一种中熵磷酸盐复合材料，具体涉及一种碳包覆中熵磷酸盐复合材料及其制备方法和应用，属于钠离子电池


技术介绍

[0002]我国在能源产业大力推进，今后以新能源为主的中国新型电力系统中，新型储能技术将占有重要的一席之地。二次电池作为电化学能源存储设备之一，尤其是锂离子电池凭借高能量密度和高比容量等自身优势实现了快速商业化，已经被广泛应用于电动汽车、电子通讯设备和无人机等领域。但全球锂资源供需矛盾日益突出，锂离子电池成本激增，寻求技术补充或技术替代势在必行。近几年，钠离子电池迎来了新的研究热潮。除成本低、原料提取范围广、安全可靠等优点外，钠离子电池工作原理和锂离子电池类似，借助锂离子电池大量经验可以有效推动钠离子电池的研究与规模化应用，同时钠离子电池与锂离子电池的标准电极电势相近，有望接近锂离子电池的能量密度。然而钠的离子半径比锂大，导致钠离子的扩散动力学缓慢，开发具有优异电化学性能的电极材料是实现高安全性、高能量密度钠离子电池的基础。并且，提高正极材料电压、大倍率充放本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种碳包覆中熵磷酸盐复合材料，其特征在于：由中熵化磷酸盐及其表面原位包覆碳层组成；所述中熵化磷酸盐中金属元素种类≥4；所述中熵磷酸盐的结构通式为Na
δ
M
α
(PO4)3，其中M由Ti、V、Cr、Co、Ni、Cu、Zn、Y、Zr、Nb、Mo、Ce、Mn、Mg、Al和Fe中的任意三种组成；所述M中任一组成元素的物质的量占M中组成元素总物质的量的百分比为30~40%；所述Na与M的摩尔比为1~2：1。2.根据权利要求1所述的一种碳包覆中熵磷酸盐复合材料，其特征在于：所述碳层厚度为2~10nm。3.权利要求1或2所述的一种碳包覆中熵磷酸盐复合材料的制备方法，其特征在于：将包括钠源、M源、磷源、碳源和还原剂在内的原料于溶剂中均匀分散，依次经喷雾造粒和烧结，即得。4.根据权利要求3所述的一种碳包覆中熵磷酸盐复合材料的制备方法，其特征在于：所述钠源为无机钠盐和/或有机钠盐；所述M源为包含M的无机盐、有机盐、氢氧化物和氧化物中的至少一种；所述磷源为磷酸、磷酸二氢铵、磷酸氢二铵、磷酸铵、磷酸三钠、磷酸氢二钠、磷酸二氢钠和焦磷酸钠...

【专利技术属性】
技术研发人员：王海燕，朱琳，孙旦，唐有根，张旗，
申请(专利权)人：中南大学，
类型：发明
国别省市：