本申請(qǐng)涉及電池，尤其涉及氟磷酸釩鈉、碳包覆的氟磷酸釩鈉的制備方法及其應(yīng)用。

背景技術(shù)：

1、氟磷酸釩鈉(na3v2(po4)2f3，nvopf)作為一種典型的鈉超離子導(dǎo)體(nasicon)，具有穩(wěn)定的三維框架結(jié)構(gòu)、高的理論比容量(128mah/g)和高的工作電壓等優(yōu)點(diǎn)，已成為鈉離子電池電極材料研究的熱點(diǎn)。然而，目前制得的氟磷酸釩鈉中都含有磷酸釩鈉(na3v2(po4)3)等雜相，從而直接降低其放電比容量和工作電壓，進(jìn)而降低電池的能量密度。因此，需要對(duì)氟磷酸釩鈉的制備方法進(jìn)行改進(jìn)，以獲得高純度以及性能優(yōu)異的氟磷酸釩鈉。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、有鑒于此，本申請(qǐng)?zhí)峁┝艘环N氟磷酸釩鈉、碳包覆的氟磷酸釩鈉的制備方法及其應(yīng)用，本申請(qǐng)?zhí)峁┑闹苽浞椒梢詼p少磷酸釩鈉等雜相的產(chǎn)生，提高氟磷酸釩鈉的純度，從而獲得性能優(yōu)異的氟磷酸釩鈉，有利于其使用。

2、第一方面，本申請(qǐng)?zhí)峁┝艘环N氟磷酸釩鈉的制備方法，包括：

3、鈉源、釩源、磷源和氟源混合，形成第一原料，所述第一原料中鈉元素、釩元素、磷元素和氟元素的摩爾比為a:b:c:d，其中a、b、c、d為大于0的實(shí)數(shù)，a、b、c、d滿足：a/c≤1.5時(shí)，a/b＜1.5，a/d＜1，或a/c≥1.5時(shí)，c/b＜1，c/d＜2/3；

4、所述第一原料經(jīng)處理后得到第一前驅(qū)體；

5、所述第一前驅(qū)體經(jīng)干燥、煅燒后得到氟磷酸釩鈉。

6、可選的，a/c≤1.5時(shí)，1.36＜a/b＜1.5，0.83＜a/d＜1，或a/c≥1.5時(shí)，0.89＜c/b＜1，0.55＜c/d＜2/3。

7、可選的，a/c≤1.5時(shí)，b為2a/3+e，d為a+3e，e＞0，或a/c≥1.5時(shí)，b為c+f，d為1.5c+3f，f＞0。

8、進(jìn)一步的，a/c≤1.5時(shí)，2.5≤a≤3.5，0.1≤e≤0.2，或a/c≥1.5時(shí)，1.6＜c＜2.4，0.1≤f≤0.2。

9、進(jìn)一步的，a/c≤1.5時(shí)，12.5≤a/e≤35，或a/c≥1.5時(shí)，8.3＜c/f＜23.4。

10、可選的，所述第一原料經(jīng)處理后得到第一前驅(qū)體，包括：所述第一原料經(jīng)過固相法、水熱法、溶膠凝膠法和噴霧干燥法中的至少一種處理后得到所述第一前驅(qū)體。

11、可選的，所述干燥包括在100℃-120℃處理1h-3h。

12、可選的，所述煅燒包括在300℃-400℃處理1h-5h，再在600℃-800℃處理10min-10h。

13、本申請(qǐng)?zhí)峁┑姆姿徕C鈉的制備方法中，通過控制鈉元素、釩元素、磷元素、氟元素的摩爾比，從而減少氟磷酸釩鈉中雜相的含量，得到純度高、性能優(yōu)異的氟磷酸釩鈉；并且，該制備方法操作簡(jiǎn)單，制備流程短，制備效率高，有利于實(shí)現(xiàn)氟磷酸釩鈉的工業(yè)化生產(chǎn)，有助于氟磷酸釩鈉的使用。

14、第二方面，本申請(qǐng)?zhí)峁┝艘环N碳包覆的氟磷酸釩鈉的制備方法，包括：

15、鈉源、釩源、磷源、氟源和碳源混合，形成第二原料，所述第二原料中鈉元素、釩元素、磷元素和氟元素的摩爾比為a’：b’：c’：d’，其中a’、b’、c’、d’為大于0的實(shí)數(shù)，a’、b’、c’、d’滿足：a’/c’≤1.5時(shí)，a’/b’＜1.5，a’/d’＜1，或a’/c’≥1.5時(shí)，c’/b’＜1，c’/d’＜2/3；

16、所述第二原料經(jīng)處理后得到第二前驅(qū)體；

17、所述第二前驅(qū)體經(jīng)干燥、煅燒后得到碳包覆的氟磷酸釩鈉。

18、本申請(qǐng)?zhí)峁┑奶及驳姆姿徕C鈉的制備方法中，通過控制鈉元素、釩元素、磷元素、氟元素的摩爾比，從而減少氟磷酸釩鈉中雜相的含量，而且碳包覆還可以提高氟磷酸釩鈉的導(dǎo)電性能，從而得到純度高、性能優(yōu)異的材料；并且，該制備方法操作簡(jiǎn)單，制備流程短，制備效率高，有利于實(shí)現(xiàn)碳包覆的氟磷酸釩鈉的工業(yè)化生產(chǎn)，有助于碳包覆的氟磷酸釩鈉的使用。

19、第三方面，本申請(qǐng)?zhí)峁┝艘环N電池極片，包括第一方面所述的制備方法制得的氟磷酸釩鈉和第二方面所述的制備方法制得的碳包覆的氟磷酸釩鈉中的至少一種。

20、本申請(qǐng)?zhí)峁┑碾姵貥O片中采用純度高、性能優(yōu)異的氟磷酸釩鈉和/或碳包覆的氟磷酸釩鈉，可以提高電池極片的比容量和能量密度，有利于電池極片的使用。

21、第四方面，本申請(qǐng)?zhí)峁┝艘环N電池，包括第三方面所述的電池極片。

22、本申請(qǐng)?zhí)峁┑碾姵刂须姵貥O片的比容量和能量密度高，使電池具有優(yōu)異的電化學(xué)性能有利于其使用。

23、第五方面，本申請(qǐng)?zhí)峁┝艘环N用電設(shè)備，包括第四方面所述的電池。

24、本申請(qǐng)?zhí)峁┑挠秒娫O(shè)備性能優(yōu)異，產(chǎn)品競(jìng)爭(zhēng)力強(qiáng)。

技術(shù)特征：

1.一種氟磷酸釩鈉的制備方法，其特征在于，包括：

2.如權(quán)利要求1所述的制備方法，其特征在于，a/c≤1.5時(shí)，1.36＜a/b＜1.5，0.83＜a/d＜1，或a/c≥1.5時(shí)，0.89＜c/b＜1，0.55＜c/d＜2/3。

3.如權(quán)利要求1所述的制備方法，其特征在于，a/c≤1.5時(shí)，b為2a/3+e，d為a+3e，e＞0，或a/c≥1.5時(shí)，b為c+f，d為1.5c+3f，f＞0。

4.如權(quán)利要求3所述的制備方法，其特征在于，a/c≤1.5時(shí)，2.5≤a≤3.5，0.1≤e≤0.2，或a/c≥1.5時(shí)，1.6＜c＜2.4，0.1≤f≤0.2。

5.如權(quán)利要求3所述的制備方法，其特征在于，a/c≤1.5時(shí)，12.5≤a/e≤35，或a/c≥1.5時(shí)，8.3＜c/f＜23.4。

6.如權(quán)利要求1所述的制備方法，其特征在于，所述第一原料經(jīng)處理后得到第一前驅(qū)體，包括：

7.如權(quán)利要求1所述的制備方法，其特征在于，所述干燥包括在100℃-120℃處理1h-3h；

8.一種碳包覆的氟磷酸釩鈉的制備方法，其特征在于，包括：

9.一種電池極片，其特征在于，包括權(quán)利要求1-7任一項(xiàng)所述的制備方法制得的氟磷酸釩鈉和權(quán)利要求8所述的制備方法制得的碳包覆的氟磷酸釩鈉中的至少一種。

10.一種電池，其特征在于，包括權(quán)利要求9所述的電池極片。

11.一種用電設(shè)備，其特征在于，包括權(quán)利要求10所述的電池。

技術(shù)總結(jié)
本申請(qǐng)?zhí)峁┝艘环N氟磷酸釩鈉的制備方法，包括：鈉源、釩源、磷源和氟源混合，形成第一原料，所述第一原料中鈉元素、釩元素、磷元素和氟元素的摩爾比為a:b:c:d，其中，a、b、c、d為大于0的實(shí)數(shù)，a、b、c、d滿足：a/c≤1.5時(shí)，a/b＜1.5，a/d＜1，或a/c≥1.5時(shí)，c/b＜1，c/d＜2/3；所述第一原料經(jīng)處理后得到第一前驅(qū)體；所述第一前驅(qū)體經(jīng)干燥、煅燒后得到氟磷酸釩鈉。該制備方法可以制得雜相少、純度高、性能優(yōu)異的氟磷酸釩鈉，有助于氟磷酸釩鈉的使用。本申請(qǐng)還提供了碳包覆的氟磷酸釩鈉的制備方法及其應(yīng)用。

技術(shù)研發(fā)人員：王銘雪,尹小強(qiáng),李翔宇,金麗娜
受保護(hù)的技術(shù)使用者：比亞迪股份有限公司
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2024/12/19