[发明专利]一种导电剂包覆正极材料及其制备方法与电化学储能装置

说明书

本发明提供了一种导电剂包覆正极材料及其制备方法与电化学储能装置，所述制备方法包括：钠源、钒源、磷源、氟源与导电剂的混合物依次进行一次球磨与二次球磨后，得到所述导电剂包覆正极材料；所述一次球磨的转速低于二次球磨的转速。本发明所述制备方法采用两次干法球磨工艺，能够降低导电剂包覆正极材料的粒径，无需采用湿法研磨剂，无废液，工艺简单，成本低且环保；所述导电剂包覆正极材料中导电剂的引入有助于构建原位复合材料，提高了活性材料的导电性与倍率性能。

技术领域

本发明属于电池技术领域，涉及一种导电剂包覆正极材料的制备方法，尤其涉及一种导电剂包覆正极材料及其制备方法与电化学储能装置。

背景技术

随着经济快速发展，能源储量与现实需求之间的矛盾日趋突出，人们逐渐将目光转向可再生能源，然后可再生能源受限所致，无法满足当前储能需求。由于钠离子电池有着同锂离子电池相似的工作原理，一定程度上弥补锂电池领域的不足，成为新一代储能领域的引领者。

具有钠超离子导体结构的聚阴离子型氟磷酸钒钠材料是钠电正极材料的研究热点，但氟磷酸钒钠材料的三维结构中的原子V被PO₄四方体包围，导致V原子中的电子传输受阻，使氟磷酸钒钠材料的电子电导率变的很低且倍率性能较差。

CN111039271A公开了一种氟磷酸钒钠盐及其制备方法和用途，所述方法包括：将钒源、钠源、磷源和氟源的原料混合后进行球磨反应，得到氟磷酸钒钠盐；所述氟磷酸钒钠盐的化学组成为：Na₃(VO_1-xPO₄)₂F_1+2x，其中0≤x≤1，用作钠离子电池正极材料。该发明通过简单的球磨方法制备得到氟磷酸钒钠盐，无需添加溶剂，所需时间短，极大的降低成本，所得产物结晶性好，具有良好的电化学性能，适用于大规模的生产制备。但是，该氟磷酸钒钠盐的电导率较低。

CN114031063A公开了一种氟磷酸钒钠纳米复合材料及其制备方法，制备方法包括：(1)将五氧化二钒和草酸溶于去离子水中得到四价钒溶液；(1)将步骤(1)中得到的所述四价钒溶液与磷酸二氢铵、氟化钠、乙二醇混合，得到三价钒溶液；(3)将碳纳米管与步骤(2)得到的所述三价钒溶液混合，搅拌并分散均匀，得到混合溶液；(4)对步骤(3)得到的所述混合溶液进行溶剂热反应，反应完过滤洗涤干燥。该氟磷酸钒钠纳米复合材料其具有三维连续网络结构，其中氟磷酸钒钠具有纳米片形貌，表面包覆着碳层，氟磷酸钒钠纳米片层层堆积成微柱，分散在碳纳米管形成的三维导电网络结构中，具有接近理论比容量的放电比容量、优异的循环性能和倍率性能，具有极佳的市场运用前景。但是，该氟磷酸钒钠纳米复合材料的制备方法采用湿法工艺，湿法工艺中的溶剂会破坏材料结构，影响材料性能，同时该制备方法的工艺复杂、易产生废液且能耗较高。

目前公开的氟磷酸钒钠材料及其制备方法都有一定的缺陷，氟磷酸钒钠材料存在着电导率较低且倍率性能较差的问题，氟磷酸钒钠材料的制备方法存在着湿法工艺中的溶剂会破坏材料结构，影响材料性能，工艺复杂，易产生废液且能耗较高的问题。

发明内容

针对现有技术存在的不足，本发明的目的在于提供一种导电剂包覆正极材料及其制备方法与电化学储能装置，本发明所述制备方法采用两次干法球磨工艺，能够降低导电剂包覆正极材料的粒径，无需采用湿法研磨剂，无废液，工艺简单，成本低且环保；所述导电剂包覆正极材料中导电剂的引入有助于构建原位复合材料，提高了活性材料的导电性与倍率性能。

为达此目的，本发明采用以下技术方案：

第一方面，本发明提供了一种导电剂包覆正极材料的制备方法，所述制备方法包括：

钠源、钒源、磷源、氟源与导电剂的混合物依次进行一次球磨与二次球磨后，得到所述导电剂包覆正极材料；所述一次球磨的转速低于二次球磨的转速。