一种钾离子掺杂磷酸钒钠正极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钾离子掺杂磷酸钒钠正极材料及其制备方法和应用。本发明专利技术涉及电极材料技术领域。本发明专利技术包括如下步骤：S1、将含有钠元素、磷元素、钒元素和钾元素的盐与蔗糖、去离子水、无水草酸混合放入烧杯中，充分混合溶解，形成均一混合液；S2、将S1的混合液喷雾干燥得到粉末；S3、将所述步骤S2制得的粉末在管式炉进行烧结，得到钾离子掺杂磷酸钒钠正极材料。本发明专利技术制备的一种钾离子掺杂磷酸钒钠正极材料具有较高的放电比容量和库伦效率，优异的循环稳定性。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及电极材料，尤其涉及一种钾离子掺杂磷酸钒钠正极材料及其制备方法和应用。

技术介绍

1、金属钠由于资源较金属锂丰富，安全性更高，是一种环境友好型电池材料。因此对钠离子电池的开发及应用十分绿色环保降本，具有巨大的商业价值和研发热度。钠离子电池电极材料的研究和开发特别是具有极大储能优势的钠离子电池正极材料的主要目标是提高能量转换效率和降低能耗。随着电动车和电动汽车的大规模推广和不可再生能源的持续消耗，当今社会对能源储存的需求量与日俱增，迫切需要绿色环境友好的能源技术。

2、na3v2(po4)3是一种典型的nasicon型正极材料，具有较大的三维开放通道结构，有助于钠离子进行快速脱出和嵌入。na3v2(po4)3电极充放电时，发生可逆的相变反应，晶体结构变化为na3v2(po4)3-nav2(po4)3-na3v2(po4)3，这个过程对应v4+/v3+的氧化还原过程，v4+/v3+的氧化还原电压为3.3v/3.4v，因此na3v2(po4)3电极充放电平台为3.3v/3.4v。虽然钒基聚阴离子型化合物具有较高的电压平台，较高的高能量密度本文档来自技高网...

【技术保护点】

1.一种钾离子掺杂磷酸钒钠正极材料的制备方法，其特征在于：包括如下步骤：

2.如权利要求1所述钾离子掺杂磷酸钒钠正极材料的制备方法，其特征在于：所述步骤S1中，含有钠元素、磷元素、钒元素和钾元素的盐中，钠、钾、磷与钒的摩尔比为2.8-2.99:0.01-0.2:3:2，草酸与钒的摩尔比为4:1，蔗糖的质量为盐、蔗糖和无水草酸质量之和的5％～20％。

3.如权利要求1所述钾离子掺杂磷酸钒钠正极材料的制备方法，其特征在于：所述步骤S1中，钠源为磷酸二氢钠，磷源为磷酸二氢钠和磷酸二氢钾，钒源为五氧化二钒或偏钒酸铵，钾源为磷酸二氢钾或碳酸钾，碳源为草酸或柠檬酸。

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【技术特征摘要】

1.一种钾离子掺杂磷酸钒钠正极材料的制备方法，其特征在于：包括如下步骤：

2.如权利要求1所述钾离子掺杂磷酸钒钠正极材料的制备方法，其特征在于：所述步骤s1中，含有钠元素、磷元素、钒元素和钾元素的盐中，钠、钾、磷与钒的摩尔比为2.8-2.99:0.01-0.2:3:2，草酸与钒的摩尔比为4:1，蔗糖的质量为盐、蔗糖和无水草酸质量之和的5％～20％。

3.如权利要求1所述钾离子掺杂磷酸钒钠正极材料的制备方法，其特征在于：所述步骤s1中，钠源为磷酸二氢钠，磷源为磷酸二氢钠和磷酸二氢钾，钒源为五氧化二钒或偏钒酸铵，钾源为磷酸二氢钾或碳酸钾，碳源为草酸或柠檬酸。

4.如权利要求1所述钾离子掺杂磷酸钒钠正极材料的制备方法，其特征在于：所述步骤s2中，所述喷雾干燥条件为进口温度150℃-200℃。

5.如权利要求1所述钾离子掺杂磷酸钒钠正极材料的制备方法，其特征在于：...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘涛，余家国，徐丽君，唐国宇，刘坤湘，蔡奕涵，
申请(专利权)人：中国地质大学武汉，
类型：发明
国别省市：