[发明专利]一种磷酸钒锰钠电极材料及其制备方法和应用

说明书

本发明涉及Na_3.5Mn_0.5V_1.5(PO₄)₃电极材料及其制备方法和应用，属于钠离子电池材料技术领域，利用固相法合成了新型的Na_3.5Mn_0.5V_1.5(PO₄)₃电极材料和碳包覆Na_3.5Mn_0.5V_1.5(PO₄)₃电极材料。该制备方法操作简便、周期短、成本低；将Na_3.5Mn_0.5V_1.5(PO₄)₃电极材料或碳包覆Na_3.5Mn_0.5V_1.5(PO₄)₃电极材料作为钠离子电池半电池或者全电池的正极材料，具有优异的容量、倍率和长循环性能，具有广阔的应用前景。

技术领域

本发明属于钠离子电池材料技术领域，具体涉及Na_3.5Mn_0.5V_1.5(PO₄)₃电极材料及其制备方法和应用。

背景技术

目前在电子及电动产业领域应用最多的当属锂离子电池，但随着下游电子产品的普及以及相关政策对新能源汽车的持续支持和市场需求的不断上涨使得新能源产业爆发式发展，带动上游锂电原材料碳酸锂需求增大，预计未来供需缺口还可能继续扩大，届时锂资源必将面临匮乏的局面。据美国地质调查所2015年的最新数据，世界已查明的锂资源量约为3950万吨，储量约1350万吨。主要集中在南美的锂三角(智利、阿根廷和玻利维亚)，其次是澳大利亚和加拿大，其价格由1991年锂离子电池开始走入市场至今已翻了数倍。另据锂业分会统计，2015年初电池级碳酸锂价格4.3万元/吨，年底报价已至12.3万元/吨，上涨近3倍，截至2016年2月18日，电池级碳酸锂已达到15万-16万元/吨。相较于锂资源，钠资源丰富，约占地壳元素储量的2.64％，分布广泛，从材料本身的成本来看，钠仅为锂的20分之1。即使增加其他材料，成本至少也能降到原先的一半以下。因此，钠离子电池是一种非常有前景的二次电池，特别是在对电池的体积能量密度要求不高的大规模储能方面拥有广泛的应用前景。当前国际市场锂离子电池正极材料LiCoO₂的价格持续上涨，给锂离子电池生产企业带来巨大压力的情况下，开发出低成本的钠离子电极材料具有重大意义。