[发明专利]焦磷酸盐复合材料及钠离子电池正极、负极和钠离子电池

权利要求书

1.焦磷酸盐复合材料的制备方法，其特征在于，按照以下的制备步骤：

将五氧化二钒和模板剂、溶剂进行混料处理，并于200 ℃~250 ℃中热处理，再于空气气氛中280 ℃~350 ℃中处理，获得V₂O₅微米空心球；

将所述V₂O₅微米空心球与钠盐、NH₄H₂PO₄按照摩尔比为1:12:8或者1:14:8或者1:16:8的量进行混料，得到第一混合物料；

将所述第一混合物料与碳源在去离子水混合搅拌，混匀后，蒸干去离子水，直至干燥，得到前驱体粉末；

将所述前驱体粉末置于氩气气氛中250 ℃~400 ℃恒温2 h~5 h，再于600 ℃~700 ℃的条件下恒温烧结8 h~20 h，冷却后经40 ℃~100 ℃的水浴洗涤，得到所述焦磷酸盐复合材料；

其中，所述模板剂包括草酸、柠檬酸中的任一种；所述溶剂包括水与甲醇的混合溶剂、水与乙醇的混合溶剂中的任一种；

所述焦磷酸盐复合材料具有核壳结构，所述核为焦磷酸钒钠，所述壳为碳，且所述焦磷酸钒钠呈空心球形或空心类球形结构；所述焦磷酸钒钠的晶体结构为单斜晶系结构。

2.根据权利要求1所述的焦磷酸盐复合材料的制备方法，其特征在于，所述焦磷酸钒钠的通式为Na_7±xV_3±y(P₂O₇)₄，其中，0≤x≤0.45；0≤y≤0.4；

和/或，所述焦磷酸钒钠的壁体呈多孔结构。

3.根据权利要求1所述的焦磷酸盐复合材料的制备方法，其特征在于，所述焦磷酸钒钠包括Na_6.55V_3.3(P₂O₇)₄、Na_6.9V_2.8(P₂O₇)₄、Na_7.4V_2.6(P₂O₇)₄中的至少一种。

4.根据权利要求1至3任一项所述的焦磷酸盐复合材料的制备方法，其特征在于，所述焦磷酸盐复合材料一次颗粒的粒径为50 nm~300 nm；所述焦磷酸盐复合材料二次颗粒的粒径为1 µm~20 µm。

5.根据权利要求1至3任一项所述的焦磷酸盐复合材料的制备方法，其特征在于，所述焦磷酸盐复合材料中碳的含量为0.1 wt.%~15 wt.%。

6.钠离子电池正极，其特征在于，包括正极活性层，所述正极活性层中含有焦磷酸盐复合材料，所述焦磷酸盐复合材料为按照权利要求1至5任一项所述的焦磷酸盐复合材料的制备方法制备得到。

7.根据权利要求6所述的钠离子电池正极，其特征在于，在所正极述活性层中，所述焦磷酸盐复合材料的质量含量≥70%。

8.钠离子电池负极，其特征在于，包括负极活性层，所述负极活性层中含有焦磷酸盐复合材料，所述焦磷酸盐复合材料为按照权利要求1至5任一项所述的焦磷酸盐复合材料的制备方法制备得到。

9.根据权利要求8所述的钠离子电池负极，其特征在于，在所述负极活性层中，所述焦磷酸盐复合材料的质量含量≥70%。

10.钠离子电池，包括正极和负极以及设于所述正极与所述负极之间以用于隔离所述正极和所述负极的隔膜，其特征在于，所述正极为权利要求6至7任一项所述的钠离子电池正极；

或者，所述负极为权利要求8至9任一项所述的钠离子电池负极。