[发明专利]一种RGO修饰的氟代磷酸钒氧钠复合材料的制备方法及产品与应用

权利要求书

1.一种RGO修饰的Na₃V₂O₂(PO₄)₂F纳米复合材料，其特征在于，所述复合材料为核壳材料，核为Na₃V₂O₂(PO₄)₂F材料，壳为RGO，所述复合材料的晶体形状为四方体或球体，所述RGO碳层的厚度为1-10nm，所述RGO碳层均匀包覆在核的颗粒表面；其中，当所述晶体的形状为四方体时，尺寸为200-350nm；当所述晶体的形状为球体时，所述球体的粒径为200-350nm；

所述复合材料的制备方法包括：

（1）将H₂C₂O₄·2H₂O和V₂O₅加入到去离子水中，加热搅拌至完全溶解，得到澄清透明的蓝色溶液；所述的V₂O₅的摩尔量为4~10 mmol，去离子水用量为50~100 mL；

（2）将Na₂CO₃粉末溶于去离子水中形成Na₂CO₃溶液；

（3）将NaH₂PO₄·2H₂O、NaF和GO溶液依次加入到步骤（1）得到的蓝色溶液中，形成混合溶液，搅拌至完全溶解；所述的NaH₂PO₄·2H₂O的摩尔量为4~20 mmol，所述的GO溶液的体积为0.5~5 mL，GO溶液的浓度为18.7 mg/mL；

（4）向步骤（3）中的混合溶液中滴加步骤（2）得到的Na₂CO₃溶液，加热得到悬浊液，冷却后洗涤，干燥，得到灰色前驱体；所述悬浊液的pH值为3.0~8.0；

（5）将步骤（4）得到的灰色前驱体在惰性氛围下进行热处理，得到RGO修饰的Na₃V₂O₂(PO₄)₂F纳米复合材料；所述热处理温度为250°C~650°C，处理时长为1~24 h；

制备得到的RGO修饰的Na₃V₂O₂(PO₄)₂F纳米复合材料。

2.根据权利要求1所述的复合材料，其特征在于，当所述晶体的形状为四方体时，所述四方体的长和宽为250nm、高为200nm，所述RGO碳层的厚度为5nm。

3.根据权利要求1所述的复合材料，其特征在于，所述复合材料的首圈库伦效率为92.4%、1C下放电比容量为117.0mAh/g、20C下放电比容量为104.3mAh/g、20C下1000圈后容量保留率为86.6%、所述复合材料的晶体尺寸为250nm；

所述复合材料的制备方法为：

将18mmol H₂C₂O₄·2H₂O、6mmol V₂O₅和50mL去离子水加入到圆底烧瓶中，60℃下加热搅拌2h，得到澄清透明的蓝色溶液，将12mmol NaH₂PO₄·2H₂O、6mmol NaF和1mL 浓度为18.7mg/mL的 GO溶液加入所得蓝色溶液中，搅拌溶解；用2mol/L的Na₂CO₃溶液调节反应体系的pH值至3.0，转移至烧瓶中120℃反应24h，所得绿色沉淀多次离心洗涤后抽滤，在60℃的真空烘箱中干燥24h，所得中间产物移至管式炉中，在氩气氛围下500℃热处理2h，制备得到所述RGO修饰的Na₃V₂O₂(PO₄)₂F纳米复合材料。