[發明專利]一種NaVP2O7在鈉離子電池正極中的應用

在審

• 申請號: 201710935249.5
• 申請日: 2017-10-10
• 公開（公告）號: CN109659505A
• 公開（公告）日: 2019-04-19
• 發明（設計）人: 馮凱;張華民;宋子晗;李先鋒
• 申請（專利權）人: 中國科學院大連化學物理研究所
• 主分類號: H01M4/36
• 分類號: H01M4/36;H01M4/58;H01M4/62;H01M10/054
• 代理公司: 沈陽科苑專利商標代理有限公司 21002
• 代理人: 馬馳

本發明涉及一種NaVP₂O₇在鈉離子電池正極中的應用。所述NaVP₂O₇化合物作為活性材料應用于鈉離子電池正極中。具有已知磷酸鹽鈉離子電池正極材料中最高的平均工作電壓，具有較好的鈉離子電池充放電性能，倍率性能優異，可用作鈉離子電池正極材料。

技術領域

本發明涉及化學式為NaVP₂O₇的鈉離子電池正極材料、制備方法以及利用該材料制作鈉離子電池。

背景技術

隨著能源問題的日益嚴峻，不可再生資源的日益匱乏，以及人們對環保重要性認識的不斷增強，社會對新能源的需求日益增強，而儲能在能源體系中發揮越來越重要的作用。之前，作為新能源中重要儲能器件的鈉離子電池吸引了眾多研究資源。

目前應用于鈉離子電池的正極材料主要有Na_0.4MnO₂和Na₃V₂(PO₄)₃等(Nano Energy2015,16,186-195；Advanced materials 2015,27(42),6670-6676)。然而，這些材料仍然存在很多問題：比容量和工作電壓較低，循環穩定性差及制備困難等，這嚴重限制了這些材料的實際應用(AngewandteChemie 2013,52(17),4633-6)。因此，探索新型的鈉離子電池正極材料仍然是鈉離子電池研究的熱點和難點。在聚陰離子類正極材料中，焦磷酸鹽因其較高的電壓平臺和較高的比容量而呈現較高的能量密度，從而得到越來越多的關注。

發明內容

針對上述提出的技術問題,本發明目的在于提供一種NaVP₂O₇作為正極材料用于鈉離子電池中。具體技術方案如下：

一種NaVP₂O₇在鈉離子電池正極中的應用，所述NaVP₂O₇化合物作為活性材料應用于鈉離子電池正極中。

所述鈉離子電池正極活性材料為NaVP₂O₇材料。

本發明提供的NaVP₂O₇鈉離子電池正極材料。

采用固相反應法制備NaVP₂O₇，其步驟如下：

1)配料：將含Na化合物、含三價V化合物和含P化合物按Na:V:P為(1-1.1):1:2的摩爾比配料混合并進行預處理；

所述預處理為將配置好的原料混合均勻后倒入坩堝中，于馬弗爐中從室溫升溫至200-500℃加熱2-10小時以上，后冷卻至室溫；

2)控制各項參數進行材料合成：將盛有上述配料的坩堝置于馬弗爐中；以1-10℃的速率從室溫升至600-1000℃；保溫10-40小時；反應充分后，以1-50℃/h的速率降至室溫，得到NaVP₂O₇材料；

所述含Na化合物為Na的氧化物、Na的碳酸鹽、Na的磷酸鹽、Na的硝酸鹽或Na的草酸鹽中的一種或二種以上；

所述含V化合物為三價V的氧化物、V的草酸鹽中的一種或二種以上；

所述含P化合物為NH₄H₂PO₄，(NH₄)₂HPO₄，P₂O₅或H₃PO₄中的一種或二種以上。