[发明专利]一种基于氟磷酸氧钒钠的钠电正极材料的制备方法及其产品和应用

说明书

本发明涉及一种基于氟磷酸氧钒钠的钠电正极材料的制备方法及其产品和应用，属于钠电正极材料的制备技术领域。本发明主要是将偏钒酸铵溶于磷酸溶液，与二水合草酸、氟化钠在pH＝5～8的体系中在恒温条件下进行反应，通过共沉淀混合成相得到基于氟磷酸氧钒钠的钠电正极材料。本发明的制备方法具有工艺简单、易操作、耗能低、反应时间短和易于规模化生产等优点，且制备得到的基于氟磷酸氧钒钠的钠电正极材料在高负载量下具有优异的倍率性能(以0.2为基准，5C大倍率下进行放电时容量仍有87％)和良好的容量保持率(1C倍率下1800圈长循环容量保持率高达86.29％)，在钠离子电池中具有良好的应用前景。

技术领域

本发明属于钠电正极材料的制备技术领域，涉及一种基于氟磷酸氧钒钠的钠电正极材料的制备方法及其产品和应用。

背景技术

近年来，高温固相法、溶胶凝胶法、水热/溶剂热法是NVPOFs的主要合成方法。前面两种方法都需经过长时间高温烧结，在高温烧结过程中VF₃的挥发会使产物中含有大量杂相。另外，这几种合成方法的烧结温度都较高(700～900℃)，具有能耗大的缺点，不利于低成本钠离子电池储能体系的开发。

因此，用相对低温的溶液法来代替传统的合成方法，是获得高纯度、低成本NVPOFs正极材料的重要手段。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的之一在于提供一种基于氟磷酸氧钒钠的钠电正极材料的制备方法；本发明的目的之二在于提供一种基于氟磷酸氧钒钠的钠电正极材料；本发明的目的之三在于提供一种基于氟磷酸氧钒钠的钠电正极材料在钠离子电池中的应用。

为达到上述目的，本发明提供如下技术方案：

1.一种基于氟磷酸氧钒钠的钠电正极材料的制备方法，所述制备方法具体如下所示：

(1)制备中间产物：将偏钒酸铵溶于磷酸溶液后转移至60-90℃恒温水浴锅中反应10～90min，加入有机酸，反应1～4h后再加入氟化钠反应10～60min，用氢氧化钠溶液将反应体系的pH调节为5～8，保持60-90℃温水浴反应8～20h，经抽滤、洗涤、干燥后获得中间产物；

(2)制备基于氟磷酸氧钒钠的钠电正极材料：将所述中间产物置于管式炉中，以1～10℃/min的速率升温至400～700℃后保温1～6h，即可得到基于氟磷酸氧钒钠的钠电正极材料。

优选的，步骤(1)中，所述偏钒酸铵溶于磷酸溶液后形成的溶液中偏钒酸铵的浓度不小于0.05mol/L。

优选的，步骤(1)中，所述偏钒酸铵与有机酸的摩尔比大于等于2:3。

进一步优选的，所述有机酸为草酸、抗坏血酸、柠檬酸中任意一种。

优选的，步骤(1)中，所述偏钒酸铵与氟化钠的摩尔比大于等于1:1。

优选的，步骤(1)中，所述恒温水浴反应的时间为10～16h.

优选的，步骤(1)中，所述洗涤具体为依次用去离子水以及体积分数为99.5％的乙醇溶液进行洗涤。

优选的，步骤(1)中，所述干燥具体为在60～100℃下真空干燥6h以上。

2.根据上述制备方法制备得到的基于氟磷酸氧钒钠的钠电正极材料。

3.上述基于氟磷酸氧钒钠的钠电正极材料在钠离子电池中的应用。