[發明專利]摻雜改性的氟磷酸釩鈉正極材料及其制備方法

在審

• 申請號: 201810709692.5
• 申請日: 2018-07-02
• 公開（公告）號: CN108899505A
• 公開（公告）日: 2018-11-27
• 發明（設計）人: 王接喜;蓋曉臣;顏果春;李新海;王志興;郭華軍;彭文杰;胡啟陽
• 申請（專利權）人: 中南大學
• 主分類號: H01M4/36
• 分類號: H01M4/36;H01M4/58;H01M4/62;H01M10/054;H01M4/136
• 代理公司: 北京紐樂康知識產權代理事務所(普通合伙) 11210
• 代理人: 羅莎

1.一種摻雜改性的氟磷酸釩鈉正極材料，其特征在于，所述正極材料的通式為Na_1-xK_xVPO₄F，其中0 < x ≤0.15。

2.一種權利要求1所述的摻雜改性的氟磷酸釩鈉正極材料的制備方法，其特征在于，包括如下步驟：

1）將鈉源化合物、鉀源化合物、釩源化合物、氟源化合物和磷酸根源化合物按照鈉、鉀、釩、磷、氟元素的摩爾比為1-x:x:1:1:1的比例混合溶于去離子水中，加入有機還原劑，常溫條件進行混合，制備得混合均勻的前驅體溶液；

2）將前驅體溶液轉至冰箱中冷凍，隨后進行冷凍干燥，制備得前驅體粉末；

3）將所得前驅體粉末置于非氧化性氣氛管式爐中保溫，制得鉀離子摻雜改性的氟磷酸釩鈉。

3.根據權利要求2所述的摻雜改性的氟磷酸釩鈉正極材料的制備方法，其特征在于，所述有機還原劑的用量為釩源化合物中釩被氧化成三價釩的所需理論摩爾量的1~5倍。

4.根據權利要求2所述的摻雜改性的氟磷酸釩鈉正極材料的制備方法，其特征在于，所述步驟2）中冰箱中冷凍的溫度為-40℃，冷凍時間為8~24h；

所述步驟2）中冷凍干燥的時間為12~48h。

5.根據權利要求2所述的摻雜改性的氟磷酸釩鈉正極材料的制備方法，其特征在于，所述步驟3）中保溫過程分兩階段進行，第一階段保溫溫度為300~400℃，保溫時間為2~4h；第二階段保溫溫度為500~700℃，保溫溫度為2~8h。

6.根據權利要求2所述的摻雜改性的氟磷酸釩鈉正極材料的制備方法，其特征在于，所述氟源化合物為氟化鈉、三氟化釩或氟化銨中的一種；

所述鈉源化合物為氫氧化鈉、氟化鈉、碳酸鈉、碳酸氫鈉、乙酸鈉、草酸鈉、偏釩酸鈉、正釩酸鈉和磷酸二氫鈉中的一種或幾種；

所述鉀源化合物為碳酸鉀、氟化鉀、乙酸鉀、檸檬酸鉀、偏釩酸鉀、磷酸三鉀、草酸鉀、磷酸二氫鉀、氫氧化鉀中的一種或幾種；

所述釩源化合物為五氧化二釩、偏釩酸銨、三氧化釩、碳酸釩、三氟化釩、乙酰丙酮氧釩、乙酰丙酮釩中的一種或幾種；

所述磷酸根源化合物為磷酸、磷酸二氫銨、磷酸氫二胺、磷酸二氫鈉、磷酸三銨和磷酸銨中的一種或幾種。

7.根據權利要求2所述的摻雜改性的氟磷酸釩鈉正極材料的制備方法，其特征在于，所述有機還原劑為乙二酸、己二酸、蘋果酸、草酸、甲醛、正丁酸、抗敗血酸、檸檬酸、水合肼、蔗糖、葡萄糖和酒石酸中的一種或幾種。

8.一種電池正極，其特征在于，包括權利要求1所述的摻雜改性的氟磷酸釩鈉正極材料。

9.一種鈉離子電池，其特征在于，包括權利要求8所述的電池正極。