[发明专利]一种类石墨烯碳包覆磷酸钒钠材料及其制备方法和作为钠离子电池正极材料的应用

摘要

本发明公开了一种类石墨烯碳包覆磷酸钒钠材料及其制备方法和作为钠离子正极材料的应用。该类石墨烯碳包覆磷酸钒钠材料由类石墨烯碳层均匀包覆二维纳米片状磷酸钒钠晶体构成；其制备方法是将阴离子型表面活性剂与磷源、烃类混合物、钒源和钠源依次球磨混合，得到磷酸钒钠前驱体；所述磷酸钒钠前驱体置于保护气氛中煅烧，即得结晶性好、纳米尺寸均一、类石墨烯碳包覆完整、电化学性能优异的石墨烯碳包覆磷酸钒钠材料，将其作为钠离子正极材料应用，钠离子电池表现出优异的循环性能和倍率性能；且石墨烯碳包覆磷酸钒钠材料的制备工艺简单，原料价廉，易于放大批量化生产。 1

主权项

1.一种类石墨烯碳包覆磷酸钒钠材料，其特征在于：由类石墨烯碳层均匀包覆二维纳米片状磷酸钒钠晶体构成。

2.权利要求1所述的类石墨烯碳包覆磷酸钒钠材料的制备方法，其特征在于：将阴离子型表面活性剂与磷源、烃类混合物、钒源和钠源依次球磨混合，得到磷酸钒钠前驱体；所述磷酸钒钠前驱体置于保护气氛中煅烧，即得。

3.根据权利要求2所述的类石墨烯碳包覆磷酸钒钠材料的制备方法，其特征在于：所述阴离子型表面活性剂包括羧酸盐类、磺酸盐类、硫酸酯盐类和磷酸酯盐类中至少一种。

4.根据权利要求2所述的类石墨烯碳包覆磷酸钒钠材料的制备方法，其特征在于：所述磷源包括磷酸二氢氨、磷酸二氢钠、磷酸、磷酸氢二氨、磷酸三铵、磷酸氢二钠、五氧化二磷、磷酸氢钠胺、磷酸钒中至少一种。

5.根据权利要求2所述的类石墨烯碳包覆磷酸钒钠材料的制备方法，其特征在于：所述烃类混合物包括固体石蜡、凡士林、液体石蜡中至少一种。

6.根据权利要求2所述的类石墨烯碳包覆磷酸钒钠材料的制备方法，其特征在于：所述钒源包括五氧化二钒、偏钒酸铵、原钒酸钠、偏钒酸钠、水合草酸矾、偏钒酸银、氯化钒、乙酰丙酮氧钒中至少一种。

7.根据权利要求2所述的类石墨烯碳包覆磷酸钒钠材料的制备方法，其特征在于：所述钠源包括无水乙酸钠、硬脂酸钠、草酸钠、柠檬酸钠、碳酸钠、碳酸氢钠、油酸钠、海藻酸钠、酒石酸钠、羧甲基纤维素钠、乳酸钠、腐植酸钠、氢氧化钠、亚硝酸钠、磷酸氢二钠、无水硫酸钠中至少一种。

8.根据权利要求2～7任一项所述的类石墨烯碳包覆磷酸钒钠材料的制备方法，其特征在于：

阴离子型表面活性剂和磷源的摩尔量之比为0.2～3:1；

烃类混合物和阴离子型表面活性剂的质量比为0.5～3:1；

钠源、钒源和磷源的比例以满足Na:V:P元素的摩尔比例为3.0～3.3:2:3。

9.根据权利要求2～7任一项所述的类石墨烯碳包覆磷酸钒钠材料的制备方法，其特征在于：所述磷酸钒钠前驱体置于保护气氛下，以1℃1111～10℃1111的升温速率升至500℃～900℃，保温2小时～18小时；所述保护气氛包括氮气和1或惰性气体，或者氮气和1或惰性气体与还原性气混合。

10.权利要求1所述的类石墨烯碳包覆磷酸钒钠材料的应用，其特征在于：作为钠离子电池正极材料应用。