【技术实现步骤摘要】
本专利技术是关于钠离子电池，特别是关于一种磷酸铁钠复合电池正极材料及其制备方法。
技术介绍
1、与锂离子电池相比，钠离子电池具有的优势有：(1)、成本低；(2)由于钠离子电池无过放电特性，允许钠离子电池放电到零伏；(3)钠元素储量丰富，并且钠元素分布于全球各地，完全不受资源和地域的限制。
2、现有技术cn114759179a公开了一种钠离子电池用正极材料磷酸铁钠的合成方法。使用该方法制备的钠离子电池用正极材料组装的电池的1c首次放电比容量仅有110mah/g，该现有技术制备的钠离子电池用正极材料显然不能适应当前对于高性能电池正极材料的要求。
3、现有技术cn117154058a公开了一种双层包覆磷酸铁钠-磷酸钒钠正极材料及其制备方法和应用。使用该现有技术制备的正极材料组装的电池的比容量以及循环特性均能够达到较高水平，但是该现有技术在制备正极材料时需要加入石墨烯，虽然该现有技术并未公开其使用的石墨烯需要达到何种品质。但是一般来说，电池正极材料中使用的石墨烯应该具有较高的纯度和较高的品质，这种石墨烯价格昂贵，即便是将石墨烯作为添加剂加入正极材料，这种电池的成本也非常高。
4、现有技术cn114824205a公开了一种钛基快离子导体改性磷酸铁钠正极材料及其制备方法和正极材料制备的电池。使用该现有技术制备的正极材料组装的电池的比容量以及循环特性均能够达到较高水平，但是该现有技术为了实现钛基快离子导体改性的目的，刻意提高了烧结温度，而烧结温度的提高也阻碍了电池性能的进一步提高。此外，基于该现有技术提出的
技术实现思路
1、为实现上述目的，本专利技术提供了一种磷酸铁钠复合电池正极材料，该磷酸铁钠复合电池正极材料由如下方法制备：
2、将磷酸铁、钠源、复合钛源以及表面活性剂溶剂混合，得到混合物，其中，复合钛源是gd元素掺杂的二氧化钛；
3、将混合物进行研磨，得到经过研磨的混合物；
4、将经过研磨的混合物进行干燥，得到干燥粉末；
5、将干燥粉末进行高温处理，得到磷酸铁钠复合电池正极材料。
6、在一优选的实施方式中，gd元素掺杂的二氧化钛通过如下方法制备：
7、制备第一gd元素掺杂的二氧化钛靶材，其中，第一gd元素掺杂的二氧化钛靶材中gd2o3与tio2的质量比为(0.03-0.05)：1；
8、制备第二gd元素掺杂的二氧化钛靶材，其中，第二gd元素掺杂的二氧化钛靶材中gd2o3与tio2的质量比为(0.06-0.09)：1；
9、使用第一gd元素掺杂的二氧化钛靶材在基材上通过磁控溅射沉积第一gd元素掺杂的二氧化钛膜；
10、使用第二gd元素掺杂的二氧化钛靶材在第一gd元素掺杂的二氧化钛膜上通过磁控溅射沉积第二gd元素掺杂的二氧化钛膜；
11、将第一gd元素掺杂的二氧化钛膜以及第二gd元素掺杂的二氧化钛膜从基材上剥离。
12、在一优选的实施方式中，沉积第一gd元素掺杂的二氧化钛膜的具体工艺为：溅射功率为400-500w，溅射电压为100-150v，溅射温度为100-150℃；
13、其中，沉积第二gd元素掺杂的二氧化钛膜的具体工艺为：溅射功率为450-550w，溅射电压为150-200v，溅射温度为100-150℃，其中，第一gd元素掺杂的二氧化钛膜中ti元素的原子数与第二gd元素掺杂的二氧化钛膜中ti元素的原子数之比为1：1。
14、在一优选的实施方式中，在混合物中，磷酸铁、ti以及na的摩尔比为1：(0.06-0.1)：(1.05-1.10)。
15、在一优选的实施方式中，磷酸铁、钠源以及复合钛源的总质量与表面活性剂的质量比为1：0.01-0.1。
16、在一优选的实施方式中，研磨介质为氧化锆球，氧化锆球的直径为0.3-0.8mm，研磨速度为700-800转/分钟，研磨时间为7-9h。
17、在一优选的实施方式中，将干燥粉末进行高温处理包括如下步骤：
18、将干燥粉末放入箱式炉，将箱式炉升温至250-280℃，并进行第一次保温，第一次保温持续2-3小时；
19、在第一次保温之后，将箱式炉升温至600-630℃，并进行第二次保温，第二次保温持续6-9小时；
20、在第二次保温之后，将箱式炉升温至630-690℃，并进行第三次保温，第三次保温持续1-2小时。
21、本专利技术提供了一种磷酸铁钠复合电池正极材料的制备方法，制备方法包括：
22、将磷酸铁、钠源、复合钛源以及表面活性剂溶剂混合，得到混合物，其中，复合钛源是gd元素掺杂的二氧化钛；
23、将混合物进行研磨，得到经过研磨的混合物；
24、将经过研磨的混合物进行干燥，得到干燥粉末；
25、将干燥粉末进行高温处理，得到磷酸铁钠复合电池正极材料。
26、在一优选的实施方式中，gd元素掺杂的二氧化钛通过如下方法制备：
27、制备第一gd元素掺杂的二氧化钛靶材，其中，第一gd元素掺杂的二氧化钛靶材中gd2o3与tio2的质量比为(0.03-0.05)：1；
28、制备第二gd元素掺杂的二氧化钛靶材，其中，第二gd元素掺杂的二氧化钛靶材中gd2o3与tio2的质量比为(0.06-0.09)：1；
29、使用第一gd元素掺杂的二氧化钛靶材在基材上通过磁控溅射沉积第一gd元素掺杂的二氧化钛膜；
30、使用第二gd元素掺杂的二氧化钛靶材在第一gd元素掺杂的二氧化钛膜上通过磁控溅射沉积第二gd元素掺杂的二氧化钛膜；
31、将第一gd元素掺杂的二氧化钛膜以及第二gd元素掺杂的二氧化钛膜从基材上剥离。
32、在一优选的实施方式中，沉积第一gd元素掺杂的二氧化钛膜的具体工艺为：溅射功率为400-500w，溅射电压为100-150v，溅射温度为100-150℃；
33、其中，沉积第二gd元素掺杂的二氧化钛膜的具体工艺为：溅射功率为450-550w，溅射电压为150-200v，溅射温度为100-150℃，其中，第一gd元素掺杂的二氧化钛膜中ti元素的原子数与第二gd元素掺杂的二氧化钛膜中ti元素的原子数之比为1：1。
34、与现有技术相比，本专利技术具有如下优点：
35、某些现有技术为了实现钛基快离子导体改性的目的，刻意提高了烧结温度，而烧结温度的提高也阻碍了电池性能的进一步提高。此外，基于某些现有技术提出的配料和制备方法，其正极材料中不能加入过多钛基快离子导体，这可能进一步限制了电池性能的提高。为了解决现有技术的问题，本专利技术提出了一种具有新成分的磷酸铁钠复合电池正极材料，并且本专利技术采用了新的工艺制备磷酸铁钠复合电池正极材料，从而解决了某些现有技术的上述问题。
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1.一种磷酸铁钠复合电池正极材料，其特征在于，所述的磷酸铁钠复合电池正极材料由如下方法制备：
2.根据权利要求1所述的磷酸铁钠复合电池正极材料，其特征在于，所述Gd元素掺杂的二氧化钛通过如下方法制备：
3.根据权利要求2所述的磷酸铁钠复合电池正极材料，其特征在于，沉积所述第一Gd元素掺杂的二氧化钛膜的具体工艺为：溅射功率为400-500W，溅射电压为100-150V，溅射温度为100-150℃；
4.根据权利要求3所述的磷酸铁钠复合电池正极材料，其特征在于，在所述混合物中，磷酸铁、Ti以及Na的摩尔比为1：(0.06-0.1)：(1.05-1.10)。
5.根据权利要求4所述的磷酸铁钠复合电池正极材料，其特征在于，磷酸铁、钠源以及复合钛源的总质量与所述表面活性剂的质量比为1：0.01-0.1。
6.根据权利要求5所述的磷酸铁钠复合电池正极材料，其特征在于，研磨介质为氧化锆球，氧化锆球的直径为0.3-0.8mm，研磨速度为700-800转/分钟，研磨时间为7-9h。
7.根据权利要求6所述的磷酸铁钠复合电池正极
8.一种磷酸铁钠复合电池正极材料的制备方法，其特征在于，所述制备方法包括：
9.根据权利要求8所述的制备方法，其特征在于，所述Gd元素掺杂的二氧化钛通过如下方法制备：
10.根据权利要求9所述的制备方法，其特征在于，沉积所述第一Gd元素掺杂的二氧化钛膜的具体工艺为：溅射功率为400-500W，溅射电压为100-150V，溅射温度为100-150℃；
...【技术特征摘要】
1.一种磷酸铁钠复合电池正极材料，其特征在于，所述的磷酸铁钠复合电池正极材料由如下方法制备：
2.根据权利要求1所述的磷酸铁钠复合电池正极材料，其特征在于，所述gd元素掺杂的二氧化钛通过如下方法制备：
3.根据权利要求2所述的磷酸铁钠复合电池正极材料，其特征在于，沉积所述第一gd元素掺杂的二氧化钛膜的具体工艺为：溅射功率为400-500w，溅射电压为100-150v，溅射温度为100-150℃；
4.根据权利要求3所述的磷酸铁钠复合电池正极材料，其特征在于，在所述混合物中，磷酸铁、ti以及na的摩尔比为1：(0.06-0.1)：(1.05-1.10)。
5.根据权利要求4所述的磷酸铁钠复合电池正极材料，其特征在于，磷酸铁、钠源以及复合钛源的总质量与所述表面活性剂的...
【专利技术属性】
技术研发人员：张渊君，
申请(专利权)人：河南固锂电技术有限公司，
类型：发明
国别省市：
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