[发明专利]一种(氟)磷酸钒钠化合物正极材料的制备与纯化方法

权利要求书

1.一种(氟)磷酸钒钠化合物正极材料的制备与纯化方法，其特征在于，包括以下步骤：

S1：将钒源、磷源、有机碳源加入分散剂中进行湿相球磨，将球磨得到的膏状物高温干燥至恒重后粉碎，然后在非氧化性气氛下烧结得到VPO₄/C前驱体；

其中，钒源、磷源、有机碳源中钒:磷:碳的摩尔比为1:1:1～1:1:10；

S2：将S1得到的VPO₄/C与钠源、磷源或氟源球磨均匀后在非氧化性气氛下烧结得磷酸钒钠或氟磷酸钒钠化合物正极材料；

S3：将S2得到的磷酸钒钠或氟磷酸钒钠化合物作为溶质，加入溶剂，搅拌得悬浊液；将悬浊液真空抽滤得到滤饼，滤饼干燥后粉碎得到产品。

2.根据权利要求1所述的(氟)磷酸钒钠化合物正极材料的制备与纯化方法，其特征在于，所述S1中，钒源包括五氧化二钒、偏钒酸铵中的一种或几种；磷源包括磷酸、磷酸二氢铵、磷酸氢二铵、磷酸铵中的一种或几种；有机碳源包括乙二酸、己二酸、丙二酸、草酸、甲醛、正丁酸、抗败血酸、柠檬酸、维生素C、葡萄糖、蔗糖、淀粉和纤维素中的一种或几种；分散剂包括水，酒精，乙二醇中的一种或几种；

其中，有机碳源用量为钒源质量的1～5倍。

3.根据权利要求1所述的(氟)磷酸钒钠化合物正极材料的制备与纯化方法，其特征在于，所述S1中，干燥温度为80℃～100℃，干燥时间为4h～8h。

4.根据权利要求1所述的(氟)磷酸钒钠化合物正极材料的制备与纯化方法，其特征在于，所述S1中，烧结温度为700℃～900℃，烧结时间为3h-6h。

5.根据权利要求1所述的(氟)磷酸钒钠化合物正极材料的制备与纯化方法，其特征在于，所述S2中，钠源包括氢氧化钠、氟化钠、碳酸钠、碳酸氢钠、乙酸钠、草酸钠、偏钒酸钠、正钒酸钠或磷酸二氢钠中的一种或几种；磷源包括磷酸、磷酸二氢铵、磷酸氢二铵、磷酸铵中的一种或几种；

其中，VPO₄/C、钠源、磷源中钒:钠:磷的摩尔比为2:3:1，磷酸钒钠的烧结温度为600℃～750℃，烧结时间优选为2～4h。

6.根据权利要求1所述的(氟)磷酸钒钠化合物正极材料的制备与纯化方法，其特征在于，所述S2中，钠源包括氢氧化钠、氟化钠、碳酸钠、碳酸氢钠、乙酸钠、草酸钠、偏钒酸钠、正钒酸钠或磷酸二氢钠中的一种或几种；氟源包括氟化铵、氟化钠、聚四氟乙烯中的一种或几种；氟磷酸钒钠包括NaVPO₄F和Na₃V₂(PO₄)₂F₃，制备NaVPO₄F时，VPO₄/C、钠源、氟源中钒:钠:氟的摩尔比为1:1:1，烧结温度为700℃～850℃，烧结时间为1～4h；制备Na₃V₂(PO₄)₂F₃时，VPO₄/C、钠源、氟源中钒:钠:氟的摩尔比为2:3:3，烧结温度为750℃～850℃，烧结时间为1～3h。

7.根据权利要求1所述的(氟)磷酸钒钠化合物正极材料的制备与纯化方法，其特征在于，所述S3中，溶剂为去离子水，乙醇，乙二醇中的一种或几种，溶质与溶剂的质量比为1:2～1:20。

8.根据权利要求1所述的(氟)磷酸钒钠化合物正极材料的制备与纯化方法，其特征在于，所述S3中，搅拌速度为300r/min～500r/min，搅拌时间为3h～6h；所述干燥方式包括冷冻干燥或高温干燥。

9.根据权利要求1所述的(氟)磷酸钒钠化合物正极材料的制备与纯化方法，其特征在于，所述球磨转速范围为200r/min～400r/min，球磨时间为6h～12h。

10.根据权利要求1所述的(氟)磷酸钒钠化合物正极材料的制备与纯化方法，其特征在于，所述非氧化性气氛包括氮气、氩气和氢氩混合气。