[发明专利]一种氟化磷酸锆锰钠/碳复合材料、正极材料、正极和钠离子电池及其制备方法

权利要求书

1.一种氟化磷酸锆锰钠/碳复合材料，其特征在于，为氟化磷酸锆锰钠、碳的原位复合材料，所述的氟化磷酸锆锰钠的化学式为Na₃ZrMn(PO₄)₂F₃。

2.如权利要求1所述的氟化磷酸锆锰钠/碳复合材料，其特征在于，碳的质量分数为5～25％。

3.一种权利要求1或2所述的氟化磷酸锆锰钠/碳复合材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤(1)：将硝酸氧锆、锰源、磷源进行预反应，并在650～850℃的温度下进行第一段烧结，制得中间体磷酸锆锰；

步骤(2)：向制得的中间体磷酸锆锰中配入氟钠原料以及络合剂，混合后在600～750℃的温度下进行第二段烧结，即得所述的氟化磷酸锆锰钠/碳复合材料。

4.如权利要求3所述的氟化磷酸锆锰钠/碳复合材料的制备方法，其特征在于，

所述的锰源为为可电离出Mn²⁺的水溶性盐，优选为乙酸锰，硝酸锰，草酸锰中至少一种；

所述磷源为可电离出磷酸根离子的酸或者水溶性盐，优选为包括磷酸二氢铵、磷酸氢二铵、磷酸、磷酸铵、磷酸氢二钠和磷酸二氢钠中至少一种；

优选地，预反应的温度为70～90℃。

5.如权利要求3所述的氟化磷酸锆锰钠/碳复合材料的制备方法，其特征在于，所述的氟钠原料为氟化钠，或者为钠源和氟源的混合物；

所述的钠源可以为钠的氧化物、碳酸盐、硝酸盐、羧酸盐中的至少一种；

所述的氟源可以为氟化铵；

所述的络合剂包括柠檬酸、葡萄糖、蔗糖、草酸、抗坏血酸中至少一种；

硝酸氧锆、锰源、磷源、氟钠原料按Na、Zr、Mn、P、F摩尔比为2.8～3.2:0.8～1.2:0.8～1.2:1.8～2.2:2.8～3.2的比例配料；优选按氟化磷酸锆锰钠的化学式计量比配料；

络合剂和硝酸氧锆摩尔比2～5：1。

6.如权利要求3所述的氟化磷酸锆锰钠/碳复合材料的制备方法，其特征在于，第二段烧结在保护气氛下进行；

第二段烧结的时间为8～16h。

7.一种权利要求1～2任一项所述的氟化磷酸锆锰钠/碳复合材料，或者权利要求3～6任一项所述制备方法制得的氟化磷酸锆锰钠/碳复合材料的应用，其特征在于，将其用作钠离子电池的正极活性材料；

优选地，将其和粘结剂、导电剂混合浆化，涂覆在集流体上，固化得到钠离子电池正极；

进一步优选，所述的正极组装成钠离子电池。

8.一种钠离子电池正极材料，其特征在于，包含权利要求权利要求1～2任一项所述的氟化磷酸锆锰钠/碳复合材料，或者权利要求3～6任一项所述制备方法制得的氟化磷酸锆锰钠/碳复合材料；

优选地，还包含粘结剂和导电剂。

9.一种钠离子电池正极，其特征在于，包含集流体，以及复合在集流体表面的权利要求8所述的钠离子电池正极材料。

10.一种钠离子电池，其特征在于，以权利要求9所述的钠离子电池正极为正极。