活性电极材料的制作方法

技术特征：
1.一种磷铌氧化物活性电极材料，其具有组成m1
a
p
x-a
m2
b
nb
9-b
o
25-c-d
q
d
，其中：m1选自na、k、mg、ca、sr、y、ti、zr、hf、v、nb、ta、cr、mo、w、mn、fe、co、ni、cu、zn、b、al、ga、si、ge、sn、bi、sb及其混合物；m2选自na、k、mg、ca、sr、y、ti、zr、hf、v、ta、cr、mo、w、mn、fe、co、ni、cu、zn、b、al、ga、si、ge、sn、bi、p、sb及其混合物；q选自f、cl、br、i、n、s、se及其混合物；0≤a≤0.5；0≤b≤2；-0.5≤c≤1.25；0≤d≤5；1≤x≤2；a、b、c和d中的一者或多者不等于0；前提条件是，如果m1由nb组成并且如果m2由p组成，那么c＞0。2.如权利要求1所述的活性电极材料，其中(i)a＞0；和/或(ii)0≤a≤0.3；和/或(iii)0≤a≤0.2。3.如任何前述权利要求所述的活性电极材料，其中(i)b＞0；和/或(ii)0≤b≤1.5；和/或(iii)0≤b≤1。4.如任何前述权利要求所述的活性电极材料，其中(i)c≠0；或(ii)0≤c≤1.25；或(iii)0＜c≤1.25。5.如任何前述权利要求所述的活性电极材料，其中(i)d＞0；和/或(ii)0≤d≤2.5；和/或(iii)0≤d≤1；或(iv)d＝0。6.如任何前述权利要求所述的活性电极材料，其中(i)1≤x≤1.25；或(ii)x＝1。7.如任何前述权利要求所述的活性电极材料，其中a和b中的至少一者是＞0，或者其中a和b都是＞0。8.如任何前述权利要求所述的活性电极材料，其中m1选自：(i)ti、zr、hf、v、ta、cr、mo、w、mn、fe、co、ni、cu、zn、b、al、ga、si、ge、sn、bi、sb及其混合物；或(ii)ti、zr、hf、cr、mo、w、b、al、ga、ge、bi、sb及其混合物；或(iii)ti、mo、al、b及其混合物。9.如任何前述权利要求所述的活性电极材料，其中m2选自：(i)ti、zr、hf、v、ta、cr、mo、w、mn、fe、co、ni、cu、zn、b、al、ga、si、ge、sn、bi、p、sb及其混
合物；或(ii)ti、zr、hf、cr、mo、w、v、ta、ga、ge及其混合物；或(iii)ti、mo及其混合物。10.如任何前述权利要求所述的活性电极材料，其中(i)m1的离子半径为和/或(ii)m1具有与p
5
不同的离子半径，任选地大于p
5
的离子半径。11.如任何前述权利要求所述的活性电极材料，其中(i)m2的离子半径为和/或(ii)m2具有与nb
5
不同的离子半径，任选地大于nb
5
的离子半径。12.如任何前述权利要求所述的活性电极材料，其中m1不包含nb并且其中m2不包含p。13.如任何前述权利要求所述的活性电极材料，其中(i)q选自f、cl、n、s及其混合物；或(ii)q选自f、n及其混合物；或(iii)其中q为n。14.根据任何前述权利要求所述的活性电极材料，其中所述活性电极材料是氧缺位的。15.根据任何前述权利要求所述的活性电极材料，其中所述活性电极材料用碳涂覆。16.根据权利要求14所述的活性电极材料，其中所述碳涂层包含多芳族sp2碳，任选地其中所述碳涂层来源于沥青碳。17.根据任何前述权利要求所述的活性电极材料，其中所述活性电极材料为颗粒形式，任选地其中所述活性电极材料具有0.1-100μm、或0.5-50μm、或1-20μm范围内的d
50
粒径。18.根据任何前述权利要求所述的活性电极材料，其中所述活性电极材料具有0.1-100m2/g、或0.5-50m2/g、或1-20m2/g范围内的bet表面积。19.根据任何前述权利要求所述的活性电极材料，其还包含li和/或na。20.根据任何前述权利要求所述的活性电极材料，其中通过x射线衍射确定的所述活性电极材料的晶体结构对应于pnb9o
25
、vnb9o
25
或p
2.5
nb
18
o
50
中的一种或多种的晶体结构；或者对应于pnb9o
25
或p
2.5
nb
18
o
50
中的一种或多种的晶体结构；或者对应于pnb9o
25
的晶体结构。21.一种组合物，其包含如任何前述权利要求所述的活性电极材料和至少一种其他组分；任选地其中所述至少一种其他组分选自粘合剂、溶剂、导电添加剂、额外的活性电极材料及其混合物。22.一种电极，其包含与集电器电接触的如权利要求1-20中任一项所述的活性电极材料。23.一种电化学装置，其包括阳极、阴极和设置在所述阳极与所述阴极之间的电解液，其中所述阳极包含根据权利要求1-20中任一项所述的活性电极材料；任选地其中所述电化学装置是锂离子电池或钠离子电池。24.根据权利要求23所述的电化学装置，其中所述电化学装置是在20ma/g下具有大于200mah/g的可逆阳极活性材料比容量的锂离子电池，其中所述电池能够在相对于阳极活性材料的200ma/g或更大、或1000ma/g或更大、或2000ma/g或更大、或4000ma/g或更大的电流密度下充电和放电，同时保留20ma/g下的初始电池单元容量的大于70％。
25.一种制备如权利要求1-20中任一项所述的活性电极材料的方法，所述方法包括以下步骤：提供一种或多种前体材料；将所述前体材料混合以形成前体材料混合物；以及在400℃-1350℃或800℃-1350℃的温度范围内热处理所述前体材料混合物，从而提供所述活性电极材料。26.如权利要求25所述的方法，其还包括以下步骤：将所述活性电极材料与包含元素q的前体混合以提供另外的前体材料混合物；以及在400-1200℃或800-1200℃的温度范围内，任选地在还原条件下，对所述另外的前体材料混合物进行热处理，从而提供包含元素q的所述活性电极材料。27.如权利要求25或26所述的方法，其包括在还原条件下在400-1350℃或800-1350℃的温度范围内对所述活性电极材料或包含元素q的所述活性电极材料进行热处理的另外的步骤，从而将氧空位引入到所述活性电极材料中。28.如权利要求25-27中任一项所述的方法，其还包括以下步骤：将所述活性电极材料或包含元素q的所述活性电极材料与包含多芳族sp2碳的碳前体组合以形成中间材料；以及在还原条件下加热所述中间材料以热解所述碳前体，从而在所述活性电极材料上形成碳涂层并将氧空位引入到所述活性电极材料中。

技术总结
本发明提供了一种磷铌氧化物活性电极材料，其具有组成M1aP


技术研发人员：亚历山大
受保护的技术使用者：艾绮阳技术有限公司
技术研发日：2021.06.02
技术公布日：2023/1/31