[发明专利]一种碳包覆氟磷酸亚铁钠正极活性材料及其制备和在钠离子电池中的应用

权利要求书

1.一种Na₂FePO₄F/C正极活性材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤(1)：按Na、F、Fe元素摩尔比1.9-2.2：1-1.1：1的比例将磷酸铁、有机酸钠、钠源、氟源分散在水中，进行机械活化修饰，获得浆液；

所述的有机酸钠为碳数为2～10的二元羧酸钠、多元羧酸钠、含有羟基的羧酸钠中的至少一种；所述的磷酸铁、有机酸钠的摩尔比为0.5-10:1；

步骤(2)：对浆液进行喷雾干燥处理，获得前驱体；

步骤(3)：将前驱体进行煅烧处理，即得所述的Na₂FePO₄F/C正极活性材料。

2.如权利要求1所述的Na₂FePO₄F/C正极活性材料的制备方法，其特征在于，所述的有机酸钠为柠檬酸钠、抗坏血酸钠、葡萄糖酸钠、草酸钠中的至少一种。

3.如权利要求1所述的Na₂FePO₄F/C正极活性材料的制备方法，其特征在于，所述氟源为氟化钠、氟化铵中的至少一种；

优选地，所述钠源为碳酸氢钠、碳酸钠、乙酸钠、氢氧化钠中的至少一种。

4.如权利要求1所述的Na₂FePO₄F/C正极活性材料的制备方法，其特征在于，机械活化修饰过程包括球磨和/或砂磨步骤；优选包括先球磨后砂磨；

球磨阶段的转速为100-1000rpm，优选为400-800rpm；球磨时间为0.5～2h；

砂磨阶段的转速为500～1500rpm；砂磨时间为0.5～2h；

优选地，浆液中的固含量为30％-70％；

优选地喷雾干燥过程的入口温度为180-270℃，喷雾速率为20-40ml/min。

5.如权利要求1所述的Na₂FePO₄F/C正极活性材料的制备方法，其特征在于，煅烧处理过程在保护性气氛下进行：

优选地，煅烧过程的温度为500-700℃；

优选地，煅烧过程的时间为4-24h，优选为8-12h。

6.一种权利要求1～5任一项制备方法制得的所述的Na₂FePO₄F/C正极活性材料。

7.一种权利要求1～5任一项制备方法制得的所述的Na₂FePO₄F/C正极活性材料的应用，其特征在于，将其用作钠离子电池的正极活性材料；

优选地，将其和导电剂、粘结剂复合制得钠离子电池的正极浆料；

优选地，将所述的正极浆料复合在集流体上，制得钠离子电池的正极；

优选地，将所述的正极用于组装成钠离子电池。

8.一种钠离子电池正极材料，其特征在于，包含权利要求1～5任一项所述制备方法制得的Na₂FePO₄F/C正极，还包含导电剂和粘结剂；

优选地，所述的导电剂为导电炭黑、乙炔黑、科琴黑、导电石墨中的至少一种；

优选地，所述的粘结剂为PVDF、PTFE、CMC+SBR、PAA中的至少一种。

9.一种钠离子电池正极，其特征在于，包括集流体和权利要求8所述的正极材料；

优选地，所述的集流体为金属铝箔、金属铜箔、复合铜箔、复合铝箔中的至少一种。

10.一种钠离子电池，其特征在于，装备有权利要求9所述的正极。