[发明专利]一种掺氮碳包覆球状磷酸钒钛钠复合材料及其制备方法及钠离子电池中的应用

权利要求书

1.一种掺氮碳包覆球状磷酸钒钛钠复合材料，其特征在于：呈球状，其包括球状的核心，以及包覆核心的壳体，其中，核心的材料为磷酸钒钛钠；壳体的材料为氮掺杂的碳材料。

2.根据权利要求1所述的掺氮碳包覆球状磷酸钒钛钠复合材料，其特征在于：所述的复合材料呈圆球状，其粒径分布为500～2000nm，壳层厚度为2～10nm。

3.根据权利要求1所述的掺氮碳包覆球状磷酸钒钛钠复合材料，其特征在于：核心和壳体的质量比为9.5∶0.5～9.9∶0.1；

氮掺杂的碳材料中，氮的含量为5～10Wt％。

4.一种权利要求1～3任一项所述的掺氮碳包覆球状磷酸钒钛钠复合材料的制备方法，其特征在于：包括以下步骤：

步骤(1)球状前驱体的制备：

将磷源、钠源、钛源、钒源和阳离子表面活性剂的混合溶液在在170～200℃温度下进行水热反应，水热反应完成后加入含氮碳源，在搅拌作用下挥发溶剂，得到前驱体；

步骤(2)煅烧：

所述前驱体置于惰性气氛下，在650～800℃温度下煅烧，即得。

5.根据权利要求4所述的掺氮碳包覆球状磷酸钒钛钠复合材料的制备方法，其特征在于：所述的阳离子表面活性剂为溴化十六烷三甲基铵；

所述阳离子表面活性剂与磷酸钒钛钠的摩尔比为0.5～1.3∶1。

6.根据权利要求4所述的掺氮碳包覆球状磷酸钒钛钠复合材料的制备方法，其特征在于：钒源、磷源、钠源与钛源以V∶Ti∶Na∶P的摩尔比为0.8～1.2∶0.8～1.2∶3.2～4.8∶2.4～3.6计量。

7.根据权利要求4所述的掺氮碳包覆球状磷酸钒钛钠复合材料的制备方法，其特征在于：

所述钠源包括碳酸钠、碳酸氢钠、氢氧化钠、醋酸钠中至少一种；

所述钛源包括纳米二氧化钛、钛酸四丁酯、钛酸异丙酯、钛酸四乙酯中至少一种；

所述钒源包括乙酰丙酮钒、乙酰丙酮氧钒、钒酸铵、五氧化二钒中至少一种；

所述磷源包括磷酸氢二铵、磷酸二氢铵、磷酸中至少一种。

8.根据权利要求4所述的掺氮碳包覆球状磷酸钒钛钠复合材料的制备方法，其特征在于：所述含氮碳源包括聚乙烯吡咯烷酮、尿素、硫脲中至少一种；

含氮碳源为前驱体的质量的5～10wt％。

9.根据权利要求4～8任一项所述的掺氮碳包覆球状磷酸钒钛钠复合材料的制备方法，其特征在于：所述水热反应的时间为6～12h；

优选地，所述煅烧的时间为6～12h。

10.一种权利要求1～3任一项所述的掺氮碳包覆球状磷酸钒钛钠复合材料的应用，其特征在于：用作钠离子电池的正极活性材料；

优选地，将所述的复合材料作为正极活性材料，和导电剂、粘结剂和溶剂混合浆化，涂覆在正极集流体上干燥、固化得到钠离子电池正极。