【技术实现步骤摘要】
本申请涉及电池，尤其涉及氟磷酸钒钠、碳包覆的氟磷酸钒钠的制备方法及其应用。
技术介绍
1、氟磷酸钒钠(na3v2(po4)2f3，nvopf)作为一种典型的钠超离子导体(nasicon)，具有稳定的三维框架结构、高的理论比容量(128mah/g)和高的工作电压等优点，已成为钠离子电池电极材料研究的热点。然而，目前制得的氟磷酸钒钠中都含有磷酸钒钠(na3v2(po4)3)等杂相，从而直接降低其放电比容量和工作电压，进而降低电池的能量密度。因此，需要对氟磷酸钒钠的制备方法进行改进，以获得高纯度以及性能优异的氟磷酸钒钠。
技术实现思路
1、有鉴于此，本申请提供了一种氟磷酸钒钠、碳包覆的氟磷酸钒钠的制备方法及其应用，本申请提供的制备方法可以减少磷酸钒钠等杂相的产生，提高氟磷酸钒钠的纯度，从而获得性能优异的氟磷酸钒钠，有利于其使用。
2、第一方面，本申请提供了一种氟磷酸钒钠的制备方法，包括：
3、钠源、钒源、磷源和氟源混合，形成第一原料，所述第一原料中钠元素、钒元素、磷元素和氟元素的摩尔比为a:b:c:d，其中a、b、c、d为大于0的实数，a、b、c、d满足：a/c≤1.5时，a/b＜1.5，a/d＜1，或a/c≥1.5时，c/b＜1，c/d＜2/3；
4、所述第一原料经处理后得到第一前驱体；
5、所述第一前驱体经干燥、煅烧后得到氟磷酸钒钠。
6、可选的，a/c≤1.5时，1.36＜a/b＜1.5，0.83＜a/d＜1，或a/c≥1
7、可选的，a/c≤1.5时，b为2a/3+e，d为a+3e，e＞0，或a/c≥1.5时，b为c+f，d为1.5c+3f，f＞0。
8、进一步的，a/c≤1.5时，2.5≤a≤3.5，0.1≤e≤0.2，或a/c≥1.5时，1.6＜c＜2.4，0.1≤f≤0.2。
9、进一步的，a/c≤1.5时，12.5≤a/e≤35，或a/c≥1.5时，8.3＜c/f＜23.4。
10、可选的，所述第一原料经处理后得到第一前驱体，包括：所述第一原料经过固相法、水热法、溶胶凝胶法和喷雾干燥法中的至少一种处理后得到所述第一前驱体。
11、可选的，所述干燥包括在100℃-120℃处理1h-3h。
12、可选的，所述煅烧包括在300℃-400℃处理1h-5h，再在600℃-800℃处理10min-10h。
13、本申请提供的氟磷酸钒钠的制备方法中，通过控制钠元素、钒元素、磷元素、氟元素的摩尔比，从而减少氟磷酸钒钠中杂相的含量，得到纯度高、性能优异的氟磷酸钒钠；并且，该制备方法操作简单，制备流程短，制备效率高，有利于实现氟磷酸钒钠的工业化生产，有助于氟磷酸钒钠的使用。
14、第二方面，本申请提供了一种碳包覆的氟磷酸钒钠的制备方法，包括：
15、钠源、钒源、磷源、氟源和碳源混合，形成第二原料，所述第二原料中钠元素、钒元素、磷元素和氟元素的摩尔比为a’：b’：c’：d’，其中a’、b’、c’、d’为大于0的实数，a’、b’、c’、d’满足：a’/c’≤1.5时，a’/b’＜1.5，a’/d’＜1，或a’/c’≥1.5时，c’/b’＜1，c’/d’＜2/3；
16、所述第二原料经处理后得到第二前驱体；
17、所述第二前驱体经干燥、煅烧后得到碳包覆的氟磷酸钒钠。
18、本申请提供的碳包覆的氟磷酸钒钠的制备方法中，通过控制钠元素、钒元素、磷元素、氟元素的摩尔比，从而减少氟磷酸钒钠中杂相的含量，而且碳包覆还可以提高氟磷酸钒钠的导电性能，从而得到纯度高、性能优异的材料；并且，该制备方法操作简单，制备流程短，制备效率高，有利于实现碳包覆的氟磷酸钒钠的工业化生产，有助于碳包覆的氟磷酸钒钠的使用。
19、第三方面，本申请提供了一种电池极片，包括第一方面所述的制备方法制得的氟磷酸钒钠和第二方面所述的制备方法制得的碳包覆的氟磷酸钒钠中的至少一种。
20、本申请提供的电池极片中采用纯度高、性能优异的氟磷酸钒钠和/或碳包覆的氟磷酸钒钠，可以提高电池极片的比容量和能量密度，有利于电池极片的使用。
21、第四方面，本申请提供了一种电池，包括第三方面所述的电池极片。
22、本申请提供的电池中电池极片的比容量和能量密度高，使电池具有优异的电化学性能有利于其使用。
23、第五方面，本申请提供了一种用电设备，包括第四方面所述的电池。
24、本申请提供的用电设备性能优异，产品竞争力强。
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1.一种氟磷酸钒钠的制备方法，其特征在于，包括：
2.如权利要求1所述的制备方法，其特征在于，a/c≤1.5时，1.36＜a/b＜1.5，0.83＜a/d＜1，或a/c≥1.5时，0.89＜c/b＜1，0.55＜c/d＜2/3。
3.如权利要求1所述的制备方法，其特征在于，a/c≤1.5时，b为2a/3+e，d为a+3e，e＞0，或a/c≥1.5时，b为c+f，d为1.5c+3f，f＞0。
4.如权利要求3所述的制备方法，其特征在于，a/c≤1.5时，2.5≤a≤3.5，0.1≤e≤0.2，或a/c≥1.5时，1.6＜c＜2.4，0.1≤f≤0.2。
5.如权利要求3所述的制备方法，其特征在于，a/c≤1.5时，12.5≤a/e≤35，或a/c≥1.5时，8.3＜c/f＜23.4。
6.如权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述第一原料经处理后得到第一前驱体，包括：
7.如权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述干燥包括在100℃-120℃处理1h-3h；
8.一种碳包覆的氟磷酸钒钠的制备方法
9.一种电池极片，其特征在于，包括权利要求1-7任一项所述的制备方法制得的氟磷酸钒钠和权利要求8所述的制备方法制得的碳包覆的氟磷酸钒钠中的至少一种。
10.一种电池，其特征在于，包括权利要求9所述的电池极片。
11.一种用电设备，其特征在于，包括权利要求10所述的电池。
...【技术特征摘要】
1.一种氟磷酸钒钠的制备方法，其特征在于，包括：
2.如权利要求1所述的制备方法，其特征在于，a/c≤1.5时，1.36＜a/b＜1.5，0.83＜a/d＜1，或a/c≥1.5时，0.89＜c/b＜1，0.55＜c/d＜2/3。
3.如权利要求1所述的制备方法，其特征在于，a/c≤1.5时，b为2a/3+e，d为a+3e，e＞0，或a/c≥1.5时，b为c+f，d为1.5c+3f，f＞0。
4.如权利要求3所述的制备方法，其特征在于，a/c≤1.5时，2.5≤a≤3.5，0.1≤e≤0.2，或a/c≥1.5时，1.6＜c＜2.4，0.1≤f≤0.2。
5.如权利要求3所述的制备方法，其特征在于，a/c≤1....
【专利技术属性】
技术研发人员：王铭雪，尹小强，李翔宇，金丽娜，
申请(专利权)人：比亚迪股份有限公司，
类型：发明
国别省市：
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