[發(fā)明專(zhuān)利]新的鈉基材料及其作為正極材料或鈉離子電池的用途

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• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201980028260.0
• 申請(qǐng)日: 2019-04-25
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN112106246A
• 公開(kāi)（公告）日: 2020-12-18
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 讓-馬里·塔拉斯孔;閆國(guó)春;沙提亞·馬里亞潘;雷納德·達(dá)維德
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 國(guó)家科學(xué)研究中心;法蘭西公學(xué)院;亞眠大學(xué);索邦大學(xué)
• 主分類(lèi)號(hào): H01M10/0568
• 分類(lèi)號(hào): H01M10/0568;C01G31/00;H01M10/0569;H01M4/04;H01M4/13915;H01M4/58;H01M10/05;H01M4/36;H01M4/485;H01M4/505;H01M4/525;H01M4/02
• 代理公司: 北京銀龍知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11243
• 代理人: 鐘海勝;宋琴芝

1.一種式(I)的材料：

Na_3-x□_xV_(2-y)M_y(PO₄)₂F_(3-z)O_z/2 (I)

其中：

2x≤3；

0≤y≤1；

0≤z≤1；

□代表空缺；和

M代表過(guò)渡或非過(guò)渡金屬離子。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的材料，其中，M選自由以下組成的組：鎂、鋅、鐵、鋁、鎳、鈷、鉻、鈦、錳及其混合物，優(yōu)選地M為鋁。

3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的材料，其中，y＝0和/或z＝0。

4.根據(jù)權(quán)利要求1至3中任一項(xiàng)所述的材料，其中，x是2.25、2.35、2.5或2.75。

5.一種制備根據(jù)權(quán)利要求1至4中任一項(xiàng)所述的式(I)的材料的方法，包括以下步驟：

i)制備包含至少一個(gè)正極，至少一個(gè)負(fù)極和至少一種電解液的Na離子電池，所述正極包含選自由以下組成的組中的Na基材料(A)：

оNa₃V₂(PO₄)₂F₃；

оNa₃V_(2-y)M_y(PO₄)₂F₃；

оNa₃V_(2-y)M_y(PO₄)₂F_(3-z)O_z/2；和

о它們的混合物；

y、z和M如權(quán)利要求1至4中任一項(xiàng)所定義；

ii)使步驟i)結(jié)束時(shí)獲得的Na離子電池在4.3V至4.8V(Na⁺/Na⁰)，優(yōu)選地在4.8V的電位下進(jìn)行恒電流和恒壓充電，并且保持所述電池處于這樣的電位，直到從材料(A)中提取出多于兩個(gè)的Na離子為止，其中通過(guò)庫(kù)侖法測(cè)定Na離子的量；和

iii)獲得式(I)的材料。

6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的方法，其中，所述正極還包括式Na_x’M’O₂的Na基氧化物材料(B)，其中0x’≤1，M’代表選自由以下組成的組中的至少一種金屬離子：鎳、鋅、鈷、錳、鐵、鉻、鈦、銅、釩、鋁、鎂及其混合物，相對(duì)于電極材料的總量，材料(A)的量為0.1wt％至100wt％，并且材料(B)的量為0wt％至99.9wt％。

7.根據(jù)權(quán)利要求5或6所述的方法，其中，所述負(fù)極包括選自由硬碳、銻、錫、鈉、磷及其混合物組成的組中的材料(C)。

8.根據(jù)權(quán)利要求5至7中任一項(xiàng)所述的方法，其中，所述正極還包括集流體，并根據(jù)以下步驟制備：

a)將材料(A)與粘合劑和電子導(dǎo)電劑混合，得到混合物；

b)將步驟a)得到的混合物分散在溶劑中并形成漿料；

c)將步驟b)結(jié)束時(shí)得到的漿料澆鑄在集流體上，得到正極；

d)在60℃至300℃，優(yōu)選在120℃的溫度下干燥在步驟c)結(jié)束時(shí)得到的正極；

e)用輥壓機(jī)壓制在步驟d)結(jié)束時(shí)得到的干燥的正極。

9.根據(jù)權(quán)利要求5至8中任一項(xiàng)所述的方法，其中，所述電解液包括至少一種選自由以下組成的組中的溶劑：碳酸二甲酯、碳酸乙基甲基酯、碳酸二乙酯、碳酸亞丙酯、碳酸亞乙酯，和如乙酸乙酯、丙酸乙酯和丙酸甲酯的酯，以及它們的混合物。