[发明专利]一种钛锰双金属磷酸钠@碳复合材料及其制备和在钠离子电池中的应用

权利要求书

1.一种钛锰双金属磷酸钠@碳复合材料，其特征在于：包括核以及包覆在核上的碳材料，所述核的材料为钛锰双金属磷酸钠，其化学式为Na₃Mn_1-2xTi_1+x(PO₄)₃；x＝－0.1～0.1且x≠0。

2.如权利要求1所述的钛锰双金属磷酸钠@碳复合材料，其特征在于：碳材料中允许含有杂元素。

3.如权利要求2所述的钛锰双金属磷酸钠@碳复合材料，其特征在于，杂元素为N、S、P中的至少一种。

4.如权利要求1所述的钛锰双金属磷酸钠@碳复合材料，其特征在于，所述的碳材料的厚度为2～30nm。

5.如权利要求1所述的钛锰双金属磷酸钠@碳复合材料，其特征在于：所述钛锰双金属磷酸钠晶型结构为钠的快离子导体，三方晶系，R-3c空间群。

6.一种权利要求1～5任一项所述的钛锰双金属磷酸钠@碳复合材料的制备方法，其特征在于：将钠源、锰源和磷源溶于去离子水中，得到溶液A；将钛源溶于冰醋酸中，得到溶液B；将溶液A和溶液B混合得溶液C；溶液C反应得前驱体，前驱体再在保护性气氛、600～800℃下烧结，即得到目标产物。

7.如权利要求6所述的钛锰双金属磷酸钠@碳复合材料的制备方法，其特征在于：溶液A中的去离子水与溶液B中的冰醋酸的体积比为1～6:1。

8.如权利要求7所述的钛锰双金属磷酸钠@碳复合材料的制备方法，其特征在于：所述磷源包括磷酸二氢铵、磷酸氢二铵、磷酸中至少一种；

所述钠源包括醋酸钠、草酸钠、碳酸钠、碳酸氢钠、柠檬酸钠中至少一种；

所述锰源包括醋酸锰、硝酸锰、草酸锰中至少一种；

所述钛源为钛酸酯。

9.如权利要求8所述的钛锰双金属磷酸钠@碳复合材料的制备方法，其特征在于：所述钛源包括钛酸四丁酯、钛酸异丙酯、钛酸四乙酯中至少一种。

10.如权利要求6～9任一项所述的钛锰双金属磷酸钠@碳复合材料的制备方法，其特征在于：溶液C在70～90℃的温度下反应制得所述的前驱体。

11.如权利要求10所述的钛锰双金属磷酸钠@碳复合材料的制备方法，其特征在于：烧结时间为6～12h。

12.一种权利要求1～5任一项所述的钛锰双金属磷酸钠@碳复合材料的应用，其特征在于：将其作为钠离子电池的正极活性材料，用于制备钠离子电池的正极。

13.如权利要求12所述的钛锰双金属磷酸钠@碳复合材料的应用，其特征在于：将所述的正极和负极以及隔膜组装得到钠离子电池。

14.一种钠离子电池正极，包括正极集流体以及复合在正极集流体上的正极材料，其特征在于，所述的正极材料包含权利要求1～5任一项所述的钛锰双金属磷酸钠@碳复合材料。

15.如权利要求14所述的钠离子电池正极，其特征在于，所述的正极材料还包含导电剂和粘结剂。

16.一种钠离子电池，其特征在于，由权利要求14或15所述的钠离子电池正极、负极和隔膜组装得到。