[发明专利]一种钠离子电池复合正极材料的制备方法

摘要

本发明公开了一种钠离子电池复合正极材料的制备方法，所述方法在正极材料中掺杂稀土金属，形成的稀土金属元素‑O的带隙较V‑O小，使得电子由价带被激发到导带更容易，有利于促进电子传导；本发明复合碳凝胶前将碳凝胶内部空气排出，更有利于正极材料进入碳凝胶的多级孔道结构中，充分发挥碳凝胶材料的结构优势，能够使得正极材料分布在碳凝胶微观结构的空隙中，从而优化碳凝胶负载正极材料的均匀程度，获得了优良的电化学性能。

主权项

一种钠离子电池复合正极材料的制备方法，该方法包括如下步骤：（1）制备得到稀土金属掺杂的正极材料所述稀土金属掺杂的正极材料组成为Na3V2‑xHox(PO4)3，其中x=0.01‑0.03；按摩尔比为3:(2‑x):x:3称量氯化钠、五氧化二钒、硝酸钬和磷酸钾；将上述五氧化二钒、硝酸钬和葡萄糖加入去离子水中溶解，在60‑80度温度下加热搅拌成均匀混合溶液；将所述氯化钠和磷酸钾加入到上述混合溶液中，在真空温度为70‑90℃下旋蒸3‑4h；在100‑150℃下真空干燥5‑20h，形成电极材料前驱体，在氮气气氛下，经400‑600℃条件下预烧结3‑5h、700‑800℃高温烧结10‑15h，冷却后即得稀土金属掺杂的正极材料Na3V2‑xMx(PO4)3；（2）负载凝胶碳（21）将稀土金属掺杂的正极材料放入活塞密封气缸底部，稀土金属掺杂的正极材料上部叠放碳凝胶材料，装入活塞； 其中碳凝胶材料与稀土金属掺杂的正极材料的质量比为1：（9‑10）；（22）排出气缸内及碳凝胶材料中的空气，然后通过气缸出口通入惰性气体；（23）密封气缸出口，快速推压活塞，气缸内的惰性气体由于骤然压缩而升温，致使稀土金属掺杂的正极材料受热，并在活塞压力下进入碳凝胶材料的孔道之中，气缸内惰性气体压缩比为5‑10；（24）快速抽拉活塞至碳凝胶材料初始长度，惰性气体因体积膨胀温度下降，随着温度的下降，稀土金属掺杂的正极材料均匀分散在碳凝胶材料的孔道中，其中，活塞推压速度为1‑2m/s；（25）重复（22）‑（24）步操作，即获得钠离子电池复合正极材料。