基于磷钼酸诱导多孔珊瑚结构的磷酸钒钠正极材料及其制备方法技术

本发明专利技术属于二次电池技术领域，为解决磷酸钒钠本征电子电导率和离子电导率低及能量密度低的缺陷，提供了一种基于磷钼酸诱导多孔珊瑚结构的磷酸钒钠正极材料及其制备方法，以五价钒源、还原剂、钠源和磷源为原料，磷钼酸为形貌诱导剂，水热法制备磷酸钒钠固体粉末，包裹含氮碳源高温碳化得到正极材料。该正极材料主要具有多孔珊瑚状结构，并在外部具有氮掺杂碳包覆层，分别在3.4V和3.9V存在两个稳定高电压平台，有效解决了能量密度低的问题，提升了材料的本征电子电导率和离子电导率。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于二次电池，涉及一种用于钠离子电池的正极材料，特别是基于磷酸钒钠的正极材料。

技术介绍

1、在各种化学电源中，锂离子电池具有较高的能量密度，在20世纪90年代早期成功应用于便携式电子设备中，并得到了快速发展。然而，锂离子电池在能源储存系统中的应用面临着原材料成本过高等问题，且全球锂资源短缺，不足以满足未来发展的储能需求。

2、钠与锂同属碱金属ia族，其物理化学性质非常相似。作为储能电池的负极，尽管金属钠的理论比容量低于金属锂（1167mah g-1 vs. 3829mah g-1），但钠在地壳中的储量远高于锂（2.86%  vs. 0.0065%），价格仅为锂的3%。因此，对于储能和电动汽车产业的大规模应用而言，钠离子电池具有极大的成本和资源上的优势，被视为极有可能替代锂电池的储能电池新体系。

3、但是，与锂相比，钠具有较大的离子尺寸和较低的电化学电位，导致钠离子电池的功率和能量密度较低，阻碍了钠离子电池的进一步发展。>

4、磷酸钒钠本文档来自技高网...

【技术保护点】

1.一种基于磷钼酸诱导多孔珊瑚结构的磷酸钒钠正极材料，其特征是在用于制备磷酸钒钠的原料五价钒源、还原剂、钠源和磷源中添加磷钼酸作为形貌诱导剂，水热法制备具有多孔珊瑚状结构的磷酸钒钠固体粉末，并在其外部包裹由含氮碳源500～600℃高温碳化形成的氮掺杂碳包覆层，构成磷酸钒钠正极材料。

2.根据权利要求1所述的磷酸钒钠正极材料，其特征是磷钼酸用量为磷酸钒钠固体粉末质量的10～20%，含氮碳源用量为磷酸钒钠固体粉末质量的10～30%。

3.根据权利要求1所述的磷酸钒钠正极材料，其特征是五价钒源与还原剂的用量摩尔比为2∶(1～2)。

4.根据权利要求1所述的磷...

【技术特征摘要】

1.一种基于磷钼酸诱导多孔珊瑚结构的磷酸钒钠正极材料，其特征是在用于制备磷酸钒钠的原料五价钒源、还原剂、钠源和磷源中添加磷钼酸作为形貌诱导剂，水热法制备具有多孔珊瑚状结构的磷酸钒钠固体粉末，并在其外部包裹由含氮碳源500～600℃高温碳化形成的氮掺杂碳包覆层，构成磷酸钒钠正极材料。

2.根据权利要求1所述的磷酸钒钠正极材料，其特征是磷钼酸用量为磷酸钒钠固体粉末质量的10～20%，含氮碳源用量为磷酸钒钠固体粉末质量的10～30%。

3.根据权利要求1所述的磷酸钒钠正极材料，其特征是五价钒源与还原剂的用量摩尔比为2∶(1～2)。

4.根据权利要求1所述的磷酸钒钠正极...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘长城，钱成浩，黄鹊，郭丽，陈彦俊，
申请(专利权)人：中北大学，
类型：发明
国别省市：