[发明专利]一种焦磷酸钒钠/碳复合正极材料、制备及其应用

权利要求书

1.一种焦磷酸钒钠/碳复合正极材料，其特征在于，以多孔焦磷酸钒钠为核，核的表面包覆有壳层；所述壳层材料为多孔氮掺杂碳材料；

所述的焦磷酸钒钠/碳复合正极材料由包含钒源、氧化剂和含氮碳源单体的溶液进行水热反应；随后将水热产物与钠源和磷源球磨得到前驱体；将前驱体烧结得到：

所述的钒源为钒的氧化物或者其有机、无机盐；

所述含氮碳源单体为含有氮和碳的水溶性可聚合单体；

所述的氧化剂为使含氮碳源单体聚合的氧化剂；

所述钠源为可在水溶液中溶解、并可电离释放出Na⁺的化合物；

所述磷源为可在水溶液中溶解、并可电离释放出PO₄^3-的化合物。

2.如权利要求1所述的焦磷酸钒钠/碳复合正极材料，其特征在于，所述的复合正极材料的粒径为400-1000nm；比表面积为20-400m²/g；

壳层的表面的孔径小于或等于200nm；壳层厚度为10-100nm。

3.如权利要求1所述的焦磷酸钒钠/碳复合正极材料，其特征在于，钠源、钒源和磷源的Na、V、P元素摩尔比1-8：1：0.1-10的比例混合。

4.如权利要求3所述的焦磷酸钒钠/碳复合正极材料，其特征在于，含氮碳源单体与钒源的摩尔比为0.5-10；水热反应温度为120-250℃，反应时间为10-30h。

5.如权利要求3所述的焦磷酸钒钠/碳复合正极材料，其特征在于，烧结过程在保护性气氛下进行，烧结温度为500℃-800℃；烧结时间为10-30h。

6.如权利要求1所述的焦磷酸钒钠/碳复合正极材料，其特征在于，所述的含氮碳源单体为多巴胺、苯胺、吡咯、吡啶中的至少一种。

7.如权利要求1或6所述的焦磷酸钒钠/碳复合正极材料，其特征在于，溶液中，含氮碳源单体的起始浓度小于或等于10g/mL；

氧化剂和含氮碳源单体摩尔比小于或等于0.15。

8.如权利要求1所述的焦磷酸钒钠/碳复合正极材料，其特征在于，钒源为五氧化二钒、偏钒酸铵、乙酰丙酮氧钒、乙酰丙酮钒中的至少一种；钠源为碳酸钠、醋酸钠、草酸钠、焦磷酸钠、磷酸、磷酸一氢铵、磷酸二氢铵、磷酸一氢钠、磷酸二氢钠中的至少一种；

磷源为焦磷酸钠、磷酸、磷酸一氢铵、磷酸二氢铵、磷酸一氢钠、磷酸二氢钠中的至少一种；

所述的氧化剂为高锰酸钾、过硫酸钠、过氧化氢中的至少一种。

9.一种权利要求1～8任一项所述的焦磷酸钒钠/碳复合正极材料的应用，其特征在于，用作钠离子电池正极材料。