[发明专利]一种多电子传输钒基氧代氟磷酸钠电池材料及其制备方法

权利要求书

1.一种多电子传输钒基氧代氟磷酸钠电池材料，其特征在于，其化学式为：

Na_x-δA_δ(V_1-α-βQ_αM_βO_yP_1-εZ_εO₄)₂F_3-2y-ηX_η，A为Li、Mg、K、Ca、Ba中的某一种或两种元素，Q为某种空位结构，M为Mg、Al、Ca、Ti、Cr、Mn、Fe、Co、Ni、Cu、Zn、Ga、Ge、Rb、Sr、Y、Zr、Nb、Mo、Ru、Cd、Sn、Sb、Te、Cs、Ba、La、W、Bi中的某一种或多种元素，Z为B、N、Si、S、As中的某一种元素，X为Cl、Br、I中的某一种元素，0≤x≤4,0≤δ≤3,0≤α≤1,0≤β≤1,0≤y≤1,0≤ε≤1,0≤η≤2。

2.一种多电子传输钒基氧代氟磷酸钠电池材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

一、将钒源、磷源、Z源和碳源按照(1-α-β-y):(1-ε-y):ε:([0.2～1.2])*[1-α-β-y])的摩尔比例混合均匀，在500℃-900℃保护性气氛下热处理1h-8h，粉碎研磨过筛，得到中间产物VP，0≤α≤1,0≤β≤1,0≤y≤1,0≤ε≤1；

二、将钒源和磷源按照1:(0.8～1.2)的摩尔比例混合均匀，在500℃-900℃下热处理1h-8h，粉碎研磨过筛，得到中间产物VOP；

三、将VP和VOP按照(1-α-β-y):y的摩尔比例混合，分别加入摩尔比分别为(x-δ)比例的钠源、(3-2y-η)比例的氟源、δ比例的A源、β比例的M源、η比例的X源，混合均匀，在500℃-900℃保护性气氛下烧结1h-8h，粉碎研磨过筛后得到目标材料粉末，即多电子传输钒基氧代氟磷酸钠电池材料Na_x-δA_δ(V_1-α-βQ_αM_βO_yP_1-εZ_εO₄)₂F_3-2y-ηX_η，0≤x≤4,0≤δ≤3,0≤η≤2；

所述的Z源包括H₃BO₃，NH₄HB₄O₇，B₁₀H₈N₂O₁₆，B₂O₃，硼酸三乙酯，NH₄NO₃，HNO3，四正丁基硝酸铵，SiO₂·xH₂O，SiO₂，SiO，(NH₄)₂SiF₆，H₂SiF₆，正硅酸乙酯，H₂SO₄，(NH₄)₂SO₄，H₄N₂·H₂SO₄，NH₄HSO₄，(NH₄)₂S₂O₈，(NH₄)₂SO₃，硫酸二乙酯，As₂O₃，H3AsO3中的一种或多种任意比例混合物；

所述的A源包括Li₂CO₃，Li₂O，LiOH，LiF，Li₃PO₄，LiNO3，LiCl，LiBr，LiI，LiPF₆，C₂H₃O₂Li，醋酸锂，K₂CO₃，KHCO₃，KOH，KF，K₃PO₄，KNO₃，KCl，KBr，KI，KPF₆，乙酸钾，草酸钾，K₂SiF₆，MgCO₃，MgO，Mg(OH)₂，MgF₂，MgCl₂，MgBr₂，MgI₂，MgSiF₆，乙酸镁，柠檬酸镁，CaCO₃，CaO，Ca(OH)₂，CaHPO₄，Ca(H₂PO₄)₂，Ca₂P₂O₇，CaF₂，CaCl₂，CaH₂，CaI₂，葡萄糖酸钙，乙酸钙，BaCO₃，BaO₂，Ba(OH)₂，BaS，BaHPO₄，Ba(NO₃)₂，BaF₂，BaCl₂，BaBr₂，乙酸钡中的一种或多种任意比例混合物；

所述的M源包括Mg，Al，Ca，Ti，Cr，Mn，Fe，Co，Ni，Cu，Zn，Ga，Ge，Rb，Sr，Y，Zr，Nb，Mo，Ru，Cd，Sn，Sb，Te，Cs，Ba，La，W，Bi等元素的碳酸盐、氧化物、氢氧化物、磷酸盐、硫酸盐、硝酸盐、卤化物、有机盐中的一种或多种任意比例混合物；

所述的X源包括NaCl，NH₄Cl，HCl，LiCl，KCl，CaCl₂，MgCl₂，BaCl₂，VCl₃，BCl₃，PCl₃，CCl₄，SiCl₄，CH₂Cl₂，C₂Cl₄，NaBr，NH₄Br，HBr，LiBr，KBr，CH₃MgBr，CaBr₂，BaBr₂，CBr₄，CH₂Br₂，CHBr₃，NH₄I，LiI，NaI，HI，KI，MgI₂，CaI₂，PI₃，CH₆IN，CH₂I₂中的一种或多种任意比例混合物。