专利简介：本发明公开了一种碳掺杂磷酸钒钠正极材料及其制备方法和应用。所述正极材料中磷酸钒钠和第一碳层构成的复合颗粒被包裹于作为第二碳层的碳网中。所述正极材料的制备方法包括：1)将碳源、磷源、钒源和钠源溶于水中，混合后得到溶液；2)将溶液Na3V2(PO4)3/C并加热，干燥后得到干凝胶；3)将干凝胶经过两段煅烧温得到Na3V2(PO4)3/C；4)配制pH为8.3‑8.7的缓冲溶液，将Na3V2(PO4)3/C和多巴胺盐酸盐分散到缓冲溶液中，混合，固液分离，干燥得到粉末；5)将粉末在氩气气氛下，经过两段煅烧得到所述正极材料。所述正极材料具有优良的电化学性能，可用作钠离子电池正极材料
技术优势：由磷酸钒钠和第一碳层构成的Na3V2(PO4)3/C复合颗粒(3μm～11μm)被包裹于作为第二碳层(厚度为34nm～48nm)的碳网中, 增加了电子和钠离子的转移路径，克服了第一碳层在磷酸钒钠中掺杂不均匀导致的Na3V2(PO4)3/C复合颗粒倍率性能较差而循环性能同样不佳的问题。作为钠离子电池的正极材料,制备方法与现有技术相比工艺简单、易于操作、产业化前景良好，其2C下的放电比容量可达102.2mAh/g，500次循环后容量能够做到几乎无衰减，具有良好的应用前景。
应用情况：已依照本发明所述详细方法进行实验室小批量正极前驱体生产。按照活性物质(本实施例制备的碳掺杂的磷酸钒钠)、乙炔黑、聚偏氟乙烯(PVDF)的质量比为8:1:1制成电极，以金属钠为对电极，玻璃纤维纸(GF/A)为隔膜，碳酸酯电解液于手套箱中组装CR2032型扣式电池，所生产电池可通过性能、安全测试评估。所生产实验室小型电池组具有较高能量密度且工作电压稳定，可为照明源供电。
应用前景：钠在地壳中储量丰富，约占地壳储量的2 .64％，且在全球分布均匀提炼方法简单，成本低廉，可取代锂成为发展新能源、实现大规模生产的新材料。磷酸钒钠具有高结构稳定性、高放电容量及较少的体积膨胀，但磷酸盐的电子导电性差，限制了其倍率性能和循环性能的发挥。本发明通过简单、易于操作、可产业化的工艺制备了结构独特的双碳层Na3V2(PO4)3/C正极，大幅提升其倍率性能和循环性能，具有极高应用价值。
