[发明专利]一种氮掺杂碳包覆的磷酸铬锰钠@介孔碳复合材料及其制备方法和在钠离子电池中的应用

权利要求书

1.一种氮掺杂碳包覆的磷酸铬锰钠@介孔碳复合材料，其特征在于：包括介孔碳，以及原位分散在介孔碳中的氮掺杂碳包覆的磷酸铬锰钠。

2.根据权利要求1所述的氮掺杂碳包覆的磷酸铬锰钠@介孔碳复合材料，其特征在于：所述的介孔碳为有序介孔碳和无序介孔碳中的至少一种；

介孔碳的孔径为3～5nm；比表面积不低于500m² /g。

3.根据权利要求1或2所述的氮掺杂碳包覆的磷酸铬锰钠@介孔碳复合材料，其特征在于：氮掺杂碳包覆的磷酸铬锰钠@介孔碳复合材料的颗粒粒径为100～2000nm，氮掺杂碳包覆层厚度为2～10nm。

4.根据权利要求1或2所述的氮掺杂碳包覆的磷酸铬锰钠@介孔碳复合材料，其特征在于：介孔碳的质量百分数为1～10％，氮掺杂碳的质量百分数为1～10％，余量为磷酸铬锰钠；

氮掺杂碳材料中，氮掺杂量为5～20wt％，碳为无定形碳。

5.权利要求1～4任一项所述的氮掺杂碳包覆的磷酸铬锰钠@介孔碳复合材料的制备方法，其特征在于：将磷源、钠源、铬源、锰源，含氮碳源以及介孔碳的原料球磨混合得到前驱体；所述前驱体置于保护性气氛下，在600～800℃下热处理制得所述的氮掺杂碳包覆的磷酸铬锰钠@介孔碳复合材料。

6.根据权利要求5所述的氮掺杂碳包覆的磷酸铬锰钠@介孔碳复合材料的制备方法，其特征在于：原料中，磷源、钠源、锰源以及铬源的比例按Cr:Mn:Na:P的摩尔比为0.8～1.2:0.8～1.2:3.2～4.8:2.4～3.6计量；

含氮碳源为前驱体质量的1～20wt％，介孔碳为前驱体质量的1～20wt％。

7.根据权利要求5所述的氮掺杂碳包覆的磷酸铬锰钠@介孔碳复合材料的制备方法，其特征在于：所述磷源为磷酸氢二铵、磷酸二氢铵、磷酸、磷酸铵中至少一种；

所述钠源为碳酸钠、碳酸氢钠、乙酸钠、草酸钠、氢氧化钠中至少一种；

所述锰源包括乙酸锰、硝酸锰、草酸锰、乙酰丙酮锰中至少一种；

所述铬源包括氯化铬、硝酸铬、乙酸铬、氟化铬、三氧化二铬中至少一种；

所述含氮碳源包括聚乙烯吡咯烷酮、尿素、乙二胺中至少一种；

所述聚乙烯吡咯烷酮的分子量为58000～130000。

8.根据权利要求5所述的氮掺杂碳包覆的磷酸铬锰钠@介孔碳复合材料的制备方法，其特征在于：球磨转速不低于200r/min；球磨时间为5～24h；球料比为2：1～2。

9.根据权利要求5所述的氮掺杂碳包覆的磷酸铬锰钠@介孔碳复合材料的制备方法，其特征在于：所述保护性气氛为氩气或者氮气，或者两者的混合气氛；热处理温度为700℃，热处理时间为6～24h。

10.权利要求1～4任一项所述氮掺杂碳包覆的磷酸铬锰钠@介孔碳复合材料或者权利要求5～9任一项所述制备方法制得的氮掺杂碳包覆的磷酸铬锰钠@介孔碳复合材料的应用，其特征在于：将其用作钠离子电池的正极活性材料，用于制备钠离子电池的正极。