一种铁离子掺杂磷酸钒钠正极材料的制备方法及其应用技术

本发明专利技术属于钠离子电池正极材料技术领域，公开了一种铁离子掺杂磷酸钒钠正极材料的制备方法及其应用。通过钒位掺杂铁离子以及柠檬酸作为碳源包覆来进行改性，九水合硝酸铁作为铁源参与改性过程，同时，利用柠檬酸对材料进行碳包覆，与掺杂铁离子协同增加离子导电率，改善磷酸钒钠材料导电性差的问题。此外，在烧结处理过程中始终保持在氩氢混合气的氛围下，掺杂0.2摩尔量的铁离子与柠檬酸包覆得到的Na3V1.8Fe0.2(PO4)3/C正极材料经历0.1C至20C的电流密度下循环后，容量恢复率可高达96.1％，且在20C的高倍率下容量仍可以保持为初始容量的74.1％,在1C电流密度下经过500圈循环之后，容量维持率为89.8％，而纯NVP循环500圈容量维持率仅为72％，材料的倍率性能和循环稳定性都得到了提高，有效保证了其电化学性能。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于钠离子电池正极材料，本专利技术涉及一种铁离子掺杂磷酸钒钠正极材料的制备方法及其应用。

技术介绍

1、目前，锂离子电池研究和应用广泛，具有效率高，放电时间长，寿命长，工作电压高，运行温度范围宽等优点，但是，锂资源在地壳中的含量较少，且在全球分布不均，造成了锂资源的价格昂贵，限制了锂离子电池在大规模储能上的应用，所以我们急需发展一种新的储能电池来取代锂离子电池。

2、在元素周期表中，钠和锂同处在第一主族，具有非常多相似的物理化学性质，而且钠储量丰富，价格低廉。因此，钠离子电池被视为未来代替锂离子电池的最佳选择。钠离子电池和锂离子电池具有一样的组成，主要由正极材料、负极材料、隔膜、电解液组成。其中正极材料用来提供钠离子从而实现能量储存，对钠离子电池的电化学性能起着重要的作用。

3、磷酸钒钠na3v2(po4)3，简称nvp，属于典型的聚阴离子型正极材料，具有nasicon型结构，其框架提供了稳定的钠离子容量，开放的三维通道为钠离子提供了传递路径，具有117mah/g的高理论比容量，是一种很有前途的钠离子电池正极材料。但目前所本文档来自技高网...

【技术保护点】

1.一种铁离子掺杂磷酸钒钠正极材料的制备方法，其特征是，包括以下步骤：

2.如权利要求1所述的一种铁离子掺杂磷酸钒钠正极材料的制备方法，其特征是，步骤S1中钠源为氢氧化钠、乙酸钠、碳酸钠或磷酸二氢钠中的一种或两种以上；所述钒源为偏钒酸铵、五氧化二钒或三氧化二钒中的一种或两种；所述磷源为磷酸二氢钠、焦磷酸钠、或磷酸二氢铵中的一种或两种以上；所述铁源为九水合硝酸铁、铁粉或氧化铁中的一种或两种以上；所述碳源为一水合葡萄糖、蔗糖或柠檬酸中的一种或两种以上。

3.如权利要求1所述的一种铁离子掺杂磷酸钒钠正极材料的制备方法，其特征是，步骤S1中，水为去离子水。

4...

【技术特征摘要】

1.一种铁离子掺杂磷酸钒钠正极材料的制备方法，其特征是，包括以下步骤：

2.如权利要求1所述的一种铁离子掺杂磷酸钒钠正极材料的制备方法，其特征是，步骤s1中钠源为氢氧化钠、乙酸钠、碳酸钠或磷酸二氢钠中的一种或两种以上；所述钒源为偏钒酸铵、五氧化二钒或三氧化二钒中的一种或两种；所述磷源为磷酸二氢钠、焦磷酸钠、或磷酸二氢铵中的一种或两种以上；所述铁源为九水合硝酸铁、铁粉或氧化铁中的一种或两种以上；所述碳源为一水合葡萄糖、蔗糖或柠檬酸中的一种或两种以上。

3.如权利要求1所述的一种铁离子掺杂磷酸钒钠正极材料的制备方法，其特征是，步骤s1中，水为去离子水。

4.如权利要求1所述的一种铁离子掺杂磷酸钒钠正极材料的制备方法，其特征是，步骤s1中，钠源、钒源、磷源、铁源、碳源的摩尔比为3:2-x:3:3:x:4；其中0.1≤x≤0.4。

5.如权...

【专利技术属性】
技术研发人员：熊涛，徐诗淇，王婷，孙诚，李明芮，顾聪慧，
申请(专利权)人：大连大学，
类型：发明
国别省市：