一种利用冷冻干燥法制备的碳包覆金属离子掺杂磷酸钒钠复合正极材料及其制备方法与应用

摘要

本发明公开了一种利用冷冻干燥法制备的碳包覆金属离子掺杂磷酸钒钠复合正极材料及其制备方法与应用。制备过程包括：1）将钒源、钠源、磷酸盐、柠檬酸和金属离子源完全溶解在去离子水中，搅拌均匀后冷冻成冰；2）将冷冻好的冰块放入冷冻干燥机中冷冻干燥，得到干燥产物；3）将干燥产物在空气中热处理，得到磷酸钒钠前驱体粉末；4）将粉体研磨均匀后，在保护气体气氛下热处理后冷却，得到所述材料。该材料应用于钠离子电池正极材料，材料多孔的结构提高了材料的电化学性能，离子掺杂能有效提高磷酸钒钠材料的导电性和结构稳定性。本发明制备的材料与未掺杂的磷酸钒钠及未采用冷冻干燥法的相比，拥有更高的充放电比容量和更好的循环稳定性。

主权项

一种利用冷冻干燥法制备碳包覆金属离子掺杂磷酸钒钠复合正极材料的方法，其特征在于，包括以下步骤:（1） 将钒源、钠源、磷酸盐、柠檬酸以及金属离子源完全溶解在去离子水中得到混合溶液；（2）将步骤（1）得到的溶液放入冷冻柜中或者液氮中冷冻成冰；（3）用冷冻干燥机将步骤（2）冷冻好的冰块进行冷冻干燥，得到干燥产物；（4）收集步骤（3）得到的干燥产物并在空气中热处理，得到磷酸钒钠前驱体粉末；（5）将步骤（4）中得到的粉末研磨均匀后，在保护气体气氛下热处理后冷却，得到碳包覆金属离子掺杂磷酸钒钠复合正极材料。