[发明专利]一种磷酸钒钠复合电极材料及其制备方法和应用

权利要求书

1.一种磷酸钒钠复合电极材料，其特征在于，所述磷酸钒钠复合电极材料为核壳结构的Na₃Ti_xV_2-x(PO₄)₃/C复合电极材料；

所述核壳结构核心为Na₃Ti_xV_2-x(PO₄)₃，外壳为无定型碳层，x为原子百分比。

2.根据权利要求1所述的一种磷酸钒钠复合电极材料，其特征在于，所述Na₃Ti_xV_2-x(PO₄)₃/C复合电极材料中x的取值范围是0<x<1。

3.一种磷酸钒钠复合电极材料的制备方法，其特征在于，所述制备方法包括以下步骤：

(1)水热辅助-碳热还原法制备前驱体溶液，包括：将密封并包含有钒源、磷源、钠源、有机还原剂和碳源的混合溶液的水热釜置于烘箱中，所述混合溶液在恒温T₁、恒温时间t₁条件下反应，得到前驱体溶液；

(2)前驱体粉体的制备，包括：将步骤(1)中得到的前驱体溶液置于烘箱中恒温烘干，恒温温度T₂，恒温时间t₂，得到前驱体粉体；

(3)高温煅烧所述前驱体粉体，包括：将所述前驱体粉体充分研磨后置于管式炉中，在惰性气体气氛下对所述前驱体粉体进行高温煅烧，煅烧温度T₃，煅烧时间t₃，高温煅烧后即得到所述磷酸钒钠复合电极材料；

所述磷酸钒钠复合电极材料为核壳结构的Na₃Ti_xV_2-x(PO₄)₃/C复合电极材料；所述核壳结构核心为Na₃Ti_xV_2-x(PO₄)₃，外壳为无定型碳层，x为原子百分比。

4.根据权利要求3所述的一种磷酸钒钠复合电极材料的制备方法，其特征在于，步骤(1)所述恒温T₁为120～200℃；所述恒温时间t₁为12～48h。

5.根据权利要求3所述的一种磷酸钒钠复合电极材料的制备方法，其特征在于，步骤(2)所述恒温温度T₂为90～150℃；所述恒温时间t₂为6～10h。

6.根据权利要求3所述的一种磷酸钒钠复合电极材料的制备方法，其特征在于，步骤(3)所述煅烧温度T₃为400～800℃；所述煅烧时间t₃为6～10h。

7.根据权利要求3所述的一种磷酸钒钠复合电极材料的制备方法，其特征在于，所述混合溶液还包括钛源。

8.根据权利要求7所述的一种磷酸钒钠复合电极材料的制备方法，其特征在于，所述钒源质量为m₁，所述磷源质量为m₂，所述钠源质量为m₃，所述钛源为m₄，所述有机还原剂质量为m₅，所述碳源的体积为V₀；

所述钒源的质量为0<m₁≤2g；所述磷源的质量为0<m₂≤2g；所述钠源的质量为0<m₃≤2g；所述钛源的质量为0≤m₄≤4g；所述有机还原剂的质量为0<m₅≤2g以及所述碳源的体积为0<V₀≤10ml。