[发明专利]钠离子正极材料及制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种正极材料，尤其是涉及一种钠离子正极材料及制备方法。

背景技术

随着以特斯拉为代表的新能源汽车的火爆，锂离子电池得到飞速快递。 但锂离子电池受限于锂矿资源的开发及加工，从2014年下半年至今碳酸锂价 格不断暴涨就是最好的证明。为此，有必要开发与锂离子电池工作原理相似 的钠离子电池作为替代品，钠离子电子具有成本低及电化学性能优良的特点， 相信在未来也巨大的发展前景。

发明内容

本发明提出一种制备工艺简单、实现成本较低且具有优良电化学性能的 钠离子正极材料及制备方法。

一种钠离子正极材料，由NaV₆O₁₅、乙炔黑及粘结剂按质量比75:15:10 混合后，滴加适量的N-甲基-2-吡咯烷酮，不断研磨搅拌至均匀糊状后涂布于 金属棒上，真空干燥制成；其中，NaV₆O₁₅的晶体结构为尺寸均匀纳米棒状结 构，由质量比NH₄VO₃：NaCl：表面活性剂：去离子水＝1:(1.5～2.5):(0.1～0.3)： 100的NH₄VO₃、NaCl、表面活性剂和去离子水在强酸性的水热条件下制备而 成。

其中，NH₄VO₃：NaCl：表面活性剂：去离子水＝1:2:0.2:100。

一种钠离子正极材料的制备方法，其包括：

步骤一、按质量比NH₄VO₃：NaCl：表面活性剂：去离子水＝1:(1.5～2.5): (0.1～0.3)：100取NH₄VO₃、NaCl和去离子水，将NH₄VO₃、NaCl和表面活 性剂溶于去离子水中，在60℃下不断搅拌至完全溶解，加入适量的盐酸调节 混合容易的pH值至不超过2；

步骤二、将所得混合溶液倒入不锈钢高压釜，200℃-300℃条件下水热反 应12-24小时，NH₄VO₃中的VO3^-会与盐酸的H⁺结合生成HVO₃，HVO₃进一 步水解生成具有层状结构的V₂O₅，随着水热反应的进行，体系温度升高压强 增大，NaCl中的Na离子会逐步嵌入V₂O₅的层状结构中，最终生成NaV₆O₁₅， 然后自然冷却至室温并进行真空抽滤，用去离子水和乙醇各洗涤两遍，真空 干燥后，再放入高温炉中400℃-600℃煅烧6-12小时，制备得到为棕色粉末 的NaV₆O₁₅；

步骤三、将制备的NaV₆O₁₅、乙炔黑及粘结剂按质量比75：15：10混合， 滴加适量的N-甲基-2-吡咯烷酮，不断研磨搅拌至均匀糊状后涂布于金属棒 上，真空干燥即制作成正极。

其中，NH₄VO₃：NaCl：表面活性剂：去离子水＝1:2:0.2:100。

其中，金属棒为铝棒或铜棒。

与现有技术相比，本发明具有如下有益效果：

本发明确定制备NaV₆O₁₅电极材料中表面活性剂的恰当含量，制备得到 NaV₆O₁₅的晶体结构为尺寸均匀纳米棒状结构，由NaV₆O₁₅制备的电极材料具 有较佳的电化学性能，进而制备得到的电池的电化学性能也较佳，故本发明 实现成本较低，且有巨大的应用发展前景。

具体实施方式