[发明专利]一种钠离子电池正极材料球状铵钒氧化物及其制备方法

说明书

技术领域

本发明属于电池正极材料制备领域，具体涉及一种钠离子电池正极材料球状铵钒氧化物及其制备方法。

背景技术

我国钒矿储量丰富，铵钒氧化物具有廉价、容易合成、能量密度高，在高容量钠离子电池正极材料方面，具有开发潜力。我们当前研究发现：钠离子插层NH₄V₄O₁₀，形成的(NH₄)_0.83Na_0.43V₄O₁₀·0.26H₂O能够改变NH₄V₄O₁₀的晶胞参数(H.L. Fei, Z.R. Shen, J.G. Wang, H.J. Zhou, D.T. Ding, T.H. Chen, Flower-like (NH₄)_0.83Na_0.43V₄O₁₀ nano-structure for stable lithium-ion battery electrodes, J. Power Sources 2 (2009) 1164.)，而且能够诱导合成新结晶结构的铵钠钒青铜(NH₄)_0.26Na_0.14V₂O₅[H.L. Fei, Z.R. Shen, J.G. Wang, D.T. Ding, T.H. Chen, Novel bi-cation intercalated vanadium bronze nanostructures for stable and high capacity cathode materials, Electrochem. Commun. 10 (2008) 1541]。二者作为锂离子电池的正极材料，均展现较高的放电比容量和良好的循环稳定性。(NH₄)_0.26Na_0.14V₂O₅在2.0~3.4 V，初始放电容量为196 mAhg^-1，第30次的放电容量可达到200 mAhg^-1。(NH₄)_0.83Na_0.43V₄O₁₀·0.26H₂O也展现良好的循环稳定性。钠离子对NH₄V₄O₁₀电化学性能的改进归因于改变晶胞参数，导致 XRD峰的偏移。转化为热力学上更稳定新型单斜结构的(NH₄)_0.26Na_0.14V₂O₅，而且钠离子能够很好的进行脱嵌。因此，铵青铜可作为钠离子电池的正极材料，金属钠或硬碳为负极，充电时，Na⁺从正极脱出，嵌入负极。放电时，钠离子从负极脱出，插入铵钠青铜。