[发明专利]改性的氟磷酸钒钠正极材料的制备方法及其应用

权利要求书

1.一种改性的氟磷酸钒钠正极材料，其特征在于，所述改性的氟磷酸钒钠正极材料为复合单核型核壳结构，从外至内依次为碳层、磷酸钒钠层、碳层和氟磷酸钒钠层；

所述改性的氟磷酸钒钠正极材料的制备过程如下：

1)将钠源、钒源、氟源和磷酸根源按照钠、钒、磷、氟元素摩尔比为1:1:1:1的比例混合溶于去离子水中，加入还原剂，搅拌制备得均一的NaVPO₄F前驱体溶液；

2)惰性气体氛围下，将配制好的NaVPO₄F前驱体溶液经过喷雾热解制备出NaVPO₄F微球；

3)将钠源、钒源和磷酸根源按照钠、钒、磷元素摩尔比为3:2:3比例混合溶于水中，加入还原剂，搅拌混合制得Na₃V₂(PO₄)₃前驱体溶液；

4)将制备好的NaVPO₄F微球加入Na₃V₂(PO₄)₃前驱体溶液中，超声处理后，

干燥，然后非氧化性气氛中煅烧，保持恒温，即得改性的氟磷酸钒钠微球，其结构从外到内依次为碳层、Na₃V₂(PO₄)₃层、碳层和NaVPO₄F层。

2.根据权利要求1所述的改性的氟磷酸钒钠正极材料，其特征在于，所述磷酸钒钠层与氟磷酸钒钠层的摩尔比控制在0.03～0.2，碳含量控制在1wt％～25wt％。

3.一种权利要求1～2任一所述的改性的氟磷酸钒钠正极材料的制备方法，其特征在于，具体包括如下步骤：

1)将钠源、钒源、氟源和磷酸根源按照钠、钒、磷、氟元素摩尔比为1:1:1:1的比例混合溶于去离子水中，加入还原剂，搅拌制备得均一的NaVPO₄F前驱体溶液；

2)惰性气体氛围下，将配制好的NaVPO₄F前驱体溶液经过喷雾热解制备出NaVPO₄F微球；

3)将钠源、钒源和磷酸根源按照钠、钒、磷元素摩尔比为3:2:3比例混合溶于水中，加入还原剂，搅拌混合制得Na₃V₂(PO₄)₃前驱体溶液；

4)将制备好的NaVPO₄F微球加入Na₃V₂(PO₄)₃前驱体溶液中，超声处理后，干燥，然后非氧化性气氛中煅烧，保持恒温，即得改性的氟磷酸钒钠微球，其结构从外到内依次为碳层、Na₃V₂(PO₄)₃层、碳层和NaVPO₄F层。

4.根据权利要求3所述的改性的氟磷酸钒钠正极材料的制备方法，其特征在于，所述氟源为氟化钠、三氟化钒或氟化铵中的一种；

所述钠源为氢氧化钠、氟化钠、碳酸钠、碳酸氢钠、乙酸钠、草酸钠、偏钒酸钠、正钒酸钠和磷酸二氢钠中的一种或几种；

所述钒源为五氧化二钒、偏钒酸铵、三氧化钒、碳酸钒、三氟化钒、乙酰丙酮氧钒、乙酰丙酮钒中的一种或几种；

所述磷酸根源为磷酸、磷酸二氢铵、磷酸氢二胺、磷酸二氢钠、磷酸三铵和磷酸铵中的一种或几种；

所述还原剂为乙二酸、己二酸、苹果酸、草酸、甲醛、正丁酸、抗败血酸、柠檬酸、水合肼、蔗糖、葡萄糖和酒石酸中的一种或几种。

5.根据权利要求3所述的改性的氟磷酸钒钠正极材料的制备方法，其特征在于，步骤1)中搅拌在常温下进行，搅拌时间为2～6h；

步骤1)中还原剂与钒源的摩尔比为1～5:1。