[發明專利]一種鈉離子電池復合正極材料及其制備方法

有效

• 申請號: 201610217175.7
• 申請日: 2016-04-08
• 公開（公告）號: CN105655565B
• 公開（公告）日: 2018-01-09
• 發明（設計）人: 伍凌;張曉萍;石少楠;鐘勝奎;左昌堅;向盼;劉潔群;李云祥;施妍伶
• 申請（專利權）人: 蘇州大學
• 主分類號: H01M4/36
• 分類號: H01M4/36;H01M4/583;H01M4/62;H01M4/58;H01M10/054
• 代理公司: 南京利豐知識產權代理事務所(特殊普通合伙)32256
• 代理人: 王鋒

1.一種鈉離子電池復合正極材料，其特征在于：其為復合多核型核殼結構，內核由多個無定形碳層包覆的磷酸釩鈉與多個無定形碳層包覆的氟磷酸釩鈉混雜組成，外殼及內核間隙填充均為導電高分子。

2.根據權利要求1所述的鈉離子電池復合正極材料，其特征在于：所述的磷酸釩鈉、氟磷酸釩鈉、導電高分子及無定形碳的質量比為50～80：8～40：3～18：5～20。

3.根據權利要求1或2所述的鈉離子電池復合正極材料，其特征在于：所述的導電高分子為聚苯胺、聚吡咯、聚3,4-乙撐二氧噻吩中的一種或幾種。

4.一種制備權利要求1-3任一項所述的鈉離子電池復合正極材料的方法，其特征在于，包括下述步驟：

a.分別在納米級的磷酸釩鈉和氟磷酸釩鈉的外層包覆無定形碳層；

b.將導電高分子單體進行聚合反應，向其中加入步驟a制得的無定形碳層包覆的磷酸釩鈉及無定形碳層包覆的氟磷酸釩鈉，混合均勻；

c.將步驟b的混合物進行噴霧干燥，得到目標產物。

5.根據權利要求4所述的方法，其特征在于：所述的納米級的磷酸釩鈉和氟磷酸釩鈉由機械活化-固相還原法分別制得，分別將鈉源、磷源和釩源，或鈉源、磷源、釩源和氟源球磨混合，然后在還原性氣氛下550～800℃煅燒1～24h，最終獲得磷酸釩鈉或氟磷酸釩鈉；所述的鈉源為氟化鈉、磷酸二氫鈉、碳酸鈉、氫氧化鈉、醋酸鈉中的一種或幾種；所述的氟源為氟化鈉和/或氟化銨；所述的釩源為五氧化二釩、二氧化釩、偏釩酸氨中的一種或幾種；所述的磷源為磷酸二氫銨、磷酸二氫鈉、磷酸三銨、磷酸中的一種或幾種；所述的還原性氣氛是氬氫混合氣氛、氮氫混合氣氛、乙炔/氬氣混合氣氛、乙炔/氮氣混合氣氛中的任意一種。

6.根據權利要求4所述的方法，其特征在于：在磷酸釩鈉和氟磷酸釩鈉外層包覆無定形碳層的方法，是將磷酸釩鈉或氟磷酸釩鈉加入多巴胺鹽酸鹽溶液中，室溫攪拌至少4h，抽濾、洗滌、干燥，然后在還原性氣氛下，450～650℃煅燒0.5～5h而得；所述的還原性氣氛是氬氫混合氣氛、氮氫混合氣氛、乙炔/氬氣混合氣氛、乙炔/氮氣混合氣氛中的任意一種。

7.根據權利要求4所述的方法，其特征在于：所述的導電高分子單體為苯胺單體、吡咯單體、3,4-乙撐二氧噻吩單體中的一種或幾種。

8.根據權利要求4所述的方法，其特征在于：所述的噴霧干燥是在保護性氣氛下100～220℃進行干燥；所述的保護性氣氛為氮氣、氬氣、氖氣中的一種或幾種。

9.一種鈉離子電池復合正極，其特征在于：包括基體和置于基體表面的涂覆材料，所述涂覆材料包括權利要求1-3任一項所述的鈉離子電池復合正極材料、導電材料和粘接劑。

10.一種鈉離子電池，其特征在于：包括權利要求9所述的鈉離子電池復合正極、負極、設置在正極和負極之間的隔膜和電解液。