本發(fā)明屬于鈉離子電池領域，具體涉及一種鈉離子電池正極復合材料及其制備方法。

背景技術：

目前，化石燃料仍然是主要的供電資源。然而隨著人類不合理的開采和利用，化石能源日趨緊張，環(huán)境污染日益嚴重。因此，開發(fā)利用新的清潔資源以及可再生能源，如太陽能、風能、潮汐能等成為了當務之急。但另一方面，電網(wǎng)的正常運行需要穩(wěn)定連續(xù)的發(fā)電，太陽能、風能、潮汐能等受到天氣、地點以及時間等因素的制約，極大的限制了其大規(guī)模的應用和普及。為了解決該問題，大規(guī)模儲電技術成為了一個重要的研究領域。其中，二次電池由于具有較高的能量密度和轉化效率，成為了大規(guī)模儲電的優(yōu)先選擇，而循環(huán)壽命長且具有高能量密度的鋰離子電池被認為是極具有發(fā)展前景的二次電池。自20世紀90年代鋰離子電池成功問世以來，其在電動汽車、便攜電子設備等方面得到了相當規(guī)模的應用，但隨著鋰離子電池的不斷進步與發(fā)展，一系列的隱患也逐漸暴露在了人們的視野當中。鋰有限的資源以及不斷攀升的原料價格勢必會嚴重限制鋰離子電池的大規(guī)模發(fā)展及應用。因此開發(fā)一種價格低廉、可持續(xù)發(fā)展的電池體系迫在眉睫。

鈉和鋰位于同一主族，具有相似的物理和化學性質(zhì)，且鈉資源儲量豐富，可以不斷的從海水中提取。雖然相比于鋰而言，鈉離子半徑較大、標準電化學電位較低，導致鈉離子電池的能量密度和功率密度相對較低，但未來隨著市場需求的增加以及電池尺寸大小的優(yōu)化，成本低廉、安全性高的鈉離子電池具有相當廣闊的前景，勢必會成為后鋰時代最重要的發(fā)展方向之一。

正極材料是鈉離子電池發(fā)展的關鍵，但存在電壓平臺低、比容量不高以及壽命欠佳等問題，開發(fā)高電壓、高比容量和良好穩(wěn)定性的正極材料尤為關鍵。聚陰離子型na2cop2o7具有穩(wěn)定的三維結構、循環(huán)壽命優(yōu)良、且具備較高的放電平臺等優(yōu)勢，但材料制備困難、雜相多、導電性差且形貌難以控制。

技術實現(xiàn)要素：

本發(fā)明第一目的在于提供焦磷酸鈷鈉/碳/石墨烯正極復合材料(本發(fā)明也標記為na2cop2o7/c/rgo，或者為na2cop2o7@c@rgo)。

本發(fā)明第二目的在于提供一種焦磷酸鈷鈉/碳/石墨烯正極復合材料的制備方法，旨在提供一種工藝簡單、重復性好、成本低廉、環(huán)境友好的制備方法。

本發(fā)明第三目的在于提供所述的正極復合材料的在鈉離子電池領域的應用，旨在通過所述的正極材料，提升鈉離子電池的電化學性能。

一種焦磷酸鈷鈉/碳/石墨烯正極復合材料，以石墨烯為基底，在石墨烯的三維網(wǎng)絡中復合有焦磷酸鈷鈉@碳的復合材料。

本發(fā)明提供的正極復合材料，在石墨烯構成的三維導電網(wǎng)絡中點綴正極材料，所述的正極材料為焦磷酸鈷鈉(化學式為na2cop2o7)與碳的復合材料(na2cop2o7@c復合材料)。所述的焦磷酸鈷鈉@碳的復合材料中，碳材料包覆在焦磷酸鈷鈉表面。

本發(fā)明人發(fā)現(xiàn)，所述的結構和組成的正極復合材料，具有優(yōu)異的電學性能。

作為優(yōu)選，所述的正極復合材料粒徑為100-900nm。進一步優(yōu)選，所述的正極復合材料粒徑為100-500nm；更進一步優(yōu)選為180～270nm。

作為優(yōu)選，石墨烯占正極復合材料質(zhì)量百分比為5-20％；進一步優(yōu)選為10-18％；最優(yōu)選為10～15％。

本發(fā)明還提供了一種所述的焦磷酸鈷鈉/碳/石墨烯正極復合材料的制備方法，按co、na、p的摩爾比為1∶2∶2的比例將鈷源、鈉源，磷源溶解于去離子水中得混合液；向混合液中加入酸性金屬絡合劑，調(diào)節(jié)ph，隨后再加入石墨烯，加熱至形成凝膠；將凝膠干燥得前驅(qū)體；將前驅(qū)體燒結得到所述的正極復合材料。

本發(fā)明先將鈷源、鈉源、磷源、酸性金屬絡合劑、石墨烯溶解和/或分散在水中，經(jīng)過溶膠凝膠法制得前驅(qū)體；隨后燒結，制得的正極復合材料粒度均勻、形貌好，導電性高。將制得的材料作為鈉離子電池正極，可表現(xiàn)出高充放電比容量、良好倍率性能和循環(huán)穩(wěn)定性能。此外，本發(fā)明方法工藝簡單、重復性好、成本低廉、環(huán)境友好。

本發(fā)明制備方法，在通過所述酸性金屬絡合劑的絡合作用以及所述的ph的調(diào)控，可使焦磷酸鈷鈉與碳復合后一步原位、均勻分布在石墨烯的三維導電網(wǎng)絡中，可制得納米級且粒度均一性好，電學性能優(yōu)異的正極復合材料。

本發(fā)明一種優(yōu)選的制備方法，將鈷源、鈉源，磷源，酸性金屬絡合劑按照計量比分別溶解于去離子水中，攪拌均勻后加入一定量制備好的石墨烯溶液于上述溶液中?；旌暇鶆蚝笤谒″佒屑訜嶂列纬赡z，之后在真空烘箱下蒸干水分得到前驅(qū)體，將其磨碎后在保護性氣體下進行燒結，得到一種鈉離子電池正極復合材料na2cop2o7@c@rgo。

本發(fā)明得到的正極復合材料具有較高的比容量，此外，通過構筑碳/石墨烯復合結構，有利于材料的結構穩(wěn)定性。有利于其導電性的提高，進而提高其電化學性能。

所述鈷源優(yōu)選為可在水溶液中溶解、并可電離釋放出co²⁺的化合物。

作為優(yōu)選，所述鈷源為氯化鈷、硫酸鈷、硝酸鈷、草酸鈷、乙酸鈷中的至少一種。

進一步優(yōu)選，所述的鈷源為氯化鈷，乙酸鈷，硝酸鈷的一種。最優(yōu)選為硝酸鈷。

所述鈉源優(yōu)選為可在水溶液中溶解、并可電離釋放出na⁺的化合物。

作為優(yōu)選，所述的鈉源為碳酸鈉、碳酸氫鈉、乙酸鈉、草酸鈉、硝酸鈉、硫酸鈉、硫酸氫鈉中的至少一種。

進一步優(yōu)選，所述鈉源為碳酸鈉，碳酸氫鈉中的一種。

所述鈷源優(yōu)選為可在水溶液中溶解、并可電離釋放出po4^3-的化合物。

作為優(yōu)選，所述磷源為磷酸二氫銨、磷酸氫二銨、磷酸或焦磷酸中的至少一種。

進一步優(yōu)選，所述的磷源為磷酸氫二銨、磷酸二氫銨中一種。

作為優(yōu)選，所述混合液中，co²⁺濃度為0.1-30mol/l；na+濃度為0.2-60mol/l；po4^3-濃度為0.2-60mol/l。該優(yōu)選的濃度范圍內(nèi)制備的材料粒度更均勻。濃度過高、材料團聚現(xiàn)象嚴重，濃度過低，則材料產(chǎn)率過低。

進一步優(yōu)選，所述混合液中，co²⁺濃度為0.1-20mol/l；na⁺濃度為0.2-40mol/l；po4^3-濃度為0.2-40mol/l。

更進一步優(yōu)選，所述混合液中，co²⁺濃度為0.5-10mol/l；na+濃度為1-20mol/l；po4^3-濃度為1-20mol/l。

作為優(yōu)選，所述酸性金屬絡合劑為檸檬酸、抗壞血酸、酒石酸、乙二胺四乙酸、聚丙烯酸中至少一種；進一步優(yōu)選為檸檬酸和/或抗壞血酸。

作為優(yōu)選，加入的酸性金屬絡合劑與co²⁺摩爾比為0.5∶1-3∶1。也即是，酸性金屬絡合劑與鈷源中的co的摩爾比為0.5∶1-3∶1。

酸性金屬絡合劑能較好的促進金屬離子的絡合反應，同時作為碳源能均勻的包覆材料。在該優(yōu)選范圍內(nèi)，若占比過低，則不能均勻的包覆在焦磷酸鈷鈉材料表面；占比過高，則碳含量過高，不利于材料的比容量。

進一步優(yōu)選，酸性金屬絡合劑與co²⁺摩爾比為1∶1-2.5∶1，最優(yōu)選為1∶1。

作為優(yōu)選，加入酸性金屬絡合劑調(diào)節(jié)混合液的ph為2-6。該ph范圍內(nèi)溶液加熱，能較好的形成凝膠。進一步優(yōu)選，ph為4-5。

作為優(yōu)選，加入的石墨烯與合成的na2cop2o7的質(zhì)量比為0.05-0.2∶1。該范圍內(nèi)石墨烯分散性較好，更加均勻的分散在溶液中。

進一步優(yōu)選，加入的石墨烯與na2cop2o7的質(zhì)量比為0.1-0.2∶1

燒結過程在保護性氣氛下進行。所述保護性氣體為氮氣和/或氬氣、或者氬氣/氫氣混合氣氛。

作為優(yōu)選，所述保護性氣氛為氮氣氣氛、氬氣氣氛、95％氬氣-5％氫氣的混合氣氛中的一種。

作為優(yōu)選，燒結過程的溫度為600℃-800℃。

本發(fā)明中，在前述條件下，再配合所述的燒結溫度，可使制得的正極復合材料的粒度均勻、產(chǎn)率高、雜質(zhì)少、振實密度高、導電性好，通過本發(fā)明方法可使na2cop2o7材料電化學性能得到顯著提高。

進一步優(yōu)選，燒結溫度為650-750℃。最優(yōu)選為650-700℃。

燒結過程的升溫速率為1-20℃/min。在該優(yōu)選的升溫速率更有利于保證復合材料形貌結構的規(guī)整性。

進一步優(yōu)選，燒結過程的升溫速率為5-15℃/min。

在所述的燒結溫度下，優(yōu)選的燒結時間為2-10h；進一步優(yōu)選為2-6h。

燒結后的產(chǎn)物經(jīng)過洗滌、干燥即制得所述的正極復合材料。

本發(fā)明一種優(yōu)選的鈉離子電池正極復合材料的制備方法，包括以下步驟：

步驟(a)：按co、na、p的摩爾比為1∶2∶2的比例將鈷源、鈉源、磷源溶于水中配置得到co²⁺、na+、po4^3-濃度分別0.5-10mol/l、1-20mol/l、1-20mol/l的溶液；之后加入和co²⁺等摩爾的酸性金屬絡合劑；所述的酸性金屬絡合劑為檸檬酸和/或抗壞血酸，調(diào)節(jié)ph到4-5，最后加入na2cop2o7的10％-20％質(zhì)量分數(shù)的石墨烯；酸性金屬絡合劑與鈷源中的co的摩爾比為0.5∶1-3∶1；

步驟(b)：將步驟(a)制得的溶液進行水浴加熱，形成凝膠后轉入真空烘箱中烘干水分，得到前驅(qū)體并將其磨碎；

步驟(c)：將步驟(b)制得的前驅(qū)體進行燒結，燒結溫度為650-700℃，燒結時間為2-6h，升溫速率為5-15℃/min；燒結產(chǎn)物經(jīng)洗滌、干燥得到na2cop2o7/c/rgo正極復合材料。

本發(fā)明還包括一種采用所述的制備方法制得的正極復合材料，以石墨烯為基底，在石墨烯的三維網(wǎng)絡中復合有焦磷酸鈷鈉@碳的復合材料。

本發(fā)明所述的na2cop2o7/c/rgo正極復合材料，是在含有co²⁺、na⁺、po4^3-中的溶液中加入酸性金屬絡合劑，之后加入石墨烯溶液，攪拌均勻后加熱蒸干，得到表面包覆碳/石墨烯結構的前驅(qū)體、燒結得到的na2cop2o7/c/rgo正極復合材料，既保證了材料的比容量，又能解決材料導電性差，雜相多、形貌難以控制的問題，有利于改善鈉離子電池的循環(huán)穩(wěn)定性。

作為優(yōu)選，石墨烯質(zhì)量占所述的正極復合材料的5-20％；進一步優(yōu)選為10-15％。

本發(fā)明還提供了一種所述的焦磷酸鈷鈉/碳/石墨烯正極復合材料的應用，將該正極復合材料用作鈉離子正極材料。

作為優(yōu)選，所述的應用，將其應用于制備鈉離子電池正極。本發(fā)明的技術方案帶來的有益效果：

1)本發(fā)明所述的na2cop2o7/c/rgo正極復合材料具有穩(wěn)定的三維結構、循環(huán)壽命優(yōu)良、且具備較高的放電平臺等優(yōu)勢，且在良好的石墨烯導電網(wǎng)絡上點綴正極材料極大的提高了其導電性，進而提升其電化學性能；研究表明，本發(fā)明所述的正極復合材料在高電流密度下具有優(yōu)異的循環(huán)性能。

2)本發(fā)明通過溶膠凝膠法+熱處理工藝制備所述的正極復合材料，與傳統(tǒng)的固相法相比，該制備方法得到的材料粒度更加細小，混合更加均勻，反應更加充分，形成的形貌更加良好，有利于避免團聚現(xiàn)象的發(fā)生。

3)本發(fā)明制備方法中，通過所述的鈷源、鈉源、磷源、酸性金屬絡合劑，石墨烯與na2cop2o7的重量比的調(diào)控，可將碳含量控制在合適的范圍內(nèi)，進而進一步提升制得的正極復合材料的性能。

4)本發(fā)明的得到的材料與傳統(tǒng)的材料相比，保證了材料的電化學性能的同時也提高了其循環(huán)穩(wěn)定性以及導電性。

5)本發(fā)明的原料來源廣泛，制備方法操作簡單可靠，重復性好、可操作性強、環(huán)境友好、成本低廉，具有一定的應用前景。

附圖說明

【圖1】為實施例1制得的鈉離子電池正極復合材料的掃描電鏡圖(sem)

【圖2】為實施例1制得的鈉離子電池正極復合材料的放電循環(huán)曲線圖。

具體實施方式

以下實施例旨在對本發(fā)明內(nèi)容做進一步詳細說明；而本發(fā)明權利要求的保護范圍不受實施例限制。

實施例1

分別稱取0.01mol硝酸鈷、0.01mol碳酸鈉和0.02mol的磷酸氫二銨溶于50ml去離子水中，之后加入0.01mol檸檬酸于上述溶液中，調(diào)節(jié)ph＝5攪拌形成均勻溶液，之后將0.3g石墨烯分散于上述溶液中，將所述水溶液至于80°水浴鍋中加熱形成凝膠，之后轉入到真空烘箱中干燥得到前驅(qū)體。最后將上述前驅(qū)體磨碎，在氬氣氣氛下，650℃燒結3h，升溫速度10℃/min。最后將產(chǎn)物進行清洗、干燥。得到最終產(chǎn)品(正極復合材料)；。制得的產(chǎn)品的sem圖見圖1；由圖1獲知，通過溶膠凝膠法+熱處理最終獲得了形貌較好的na2cop2o7/c/rgo材料，粒度為180nm。

采用本實施例制備的正極復合材料為工作電極，鈉為對電極，組裝成扣式電池，在5c的電流密度下，測試電化學性能。圖2為本實施例制得的正極復合材料在電流密度5c的放電比容量與循環(huán)效率數(shù)據(jù)。

由圖2測試結果可知，本例制備的鈉電正極具有良好的電化學性能；在5c的電流密度下，比容量達到40mah/g，循環(huán)50圈后，仍能保持32mah/g的比容量。循環(huán)100圈后能保持22mah/g。

實施例2

分別稱取0.01mol氯化鈷、0.01mol草酸鈉和0.02mol的磷酸氫二銨溶于15ml去離子水中，之后加入0.025mol抗壞血酸于上述溶液中，調(diào)節(jié)ph＝2攪拌形成均勻溶液，之后將0.5g石墨烯分散于上述溶液中。將所述水溶液至于80°水浴鍋中加熱形成凝膠，之后轉入到真空烘箱中干燥得到前驅(qū)體。最后將上述前驅(qū)體磨碎，在氬氣氣氛下，700℃燒結5h，升溫速度15℃/min。最后將產(chǎn)物進行清洗、干燥。得到最終產(chǎn)品(正極復合材料)。本實施例制得的正極復合材料粒度為270nm。

采用本實施例制備的正極復合材料為工作電極，鈉為對電極，組裝成扣式電池，在5c的電流密度下，測試電化學性能。在5c的電流密度下，比容量達到38mah/g，循環(huán)50圈后，仍能保持30mah/g的比容量。循環(huán)100圈后能保持21mah/g。

實施例3

分別稱取0.01mol乙酸鈷、0.02mol乙酸鈉和0.02mol的磷酸二氫銨溶于100ml去離子水中，之后加入0.02mol聚丙烯酸于上述溶液中，調(diào)節(jié)ph＝4攪拌形成均勻溶液，之后將0.5g石墨烯分散于上述溶液中。將所述水溶液至于80°水浴鍋中加熱形成凝膠，之后轉入到真空烘箱中干燥得到前驅(qū)體。最后將上述前驅(qū)體磨碎，在氬氣氣氛下，800℃燒結5h，升溫速度15℃/min。最后將產(chǎn)物進行清洗、干燥。得到最終產(chǎn)品(正極復合材料)。本實施例制得的正極復合材料粒度為890nm。

采用本實施例制備的正極復合材料為工作電極，鈉為對電極，組裝成扣式電池，在5c的電流密度下，測試電化學性能。在5c的電流密度下，比容量達到35mah/g，循環(huán)50圈后，仍能保持31mah/g的比容量。循環(huán)100圈后能保持18mah/g。

實施例4

分別稱取0.01mol氯化鈷、0.01mol碳酸鈉和0.02mol的磷酸氫二銨溶于80ml去離子水中，之后加入0.01mol酒石酸于上述溶液中，調(diào)節(jié)ph＝4攪拌形成均勻溶液，之后將0.15g石墨烯分散于上述溶液中。將所述水溶液至于80°水浴鍋中加熱形成凝膠，之后轉入到真空烘箱中干燥得到前驅(qū)體。最后將上述前驅(qū)體磨碎，在氬氣氣氛下，700℃燒結7h，升溫速度15℃/min。最后將產(chǎn)物進行清洗、干燥。得到最終產(chǎn)品(正極復合材料)。本實施例制得的正極復合材料粒度為270nm。

采用本實施例制備的正極復合材料為工作電極，鈉為對電極，組裝成扣式電池，在5c的電流密度下，測試電化學性能。在5c的電流密度下，比容量達到39mah/g，循環(huán)50圈后，仍能保持30mah/g的比容量。循環(huán)100圈后能保持18mah/g。

對比例1

分別稱取0.01mol氯化鈷、0.01mol草酸鈉和0.02mol的磷酸氫二銨溶于200ml去離子水中，之后加入0.25mol檸檬酸于上述溶液中，調(diào)節(jié)ph＝6攪拌形成均勻溶液，之后將0.01g石墨烯分散于上述溶液中。將所述水溶液至于80°水浴鍋中加熱形成凝膠，之后轉入到真空烘箱中干燥得到前驅(qū)體。最后將上述前驅(qū)體磨碎，在氬氣氣氛下，650℃燒結5h，升溫速度15℃/min。最后將產(chǎn)物進行清洗、干燥。得到最終產(chǎn)品(正極復合材料)。本實施例制得的正極復合材料粒度為370nm。

采用本實施例制備的正極復合材料為工作電極，鈉為對電極，組裝成扣式電池，在5c的電流密度下，測試電化學性能。在5c的電流密度下，比容量達到32mah/g，循環(huán)50圈后，僅保持20mah/g的比容量。循環(huán)100圈后容量幾乎衰減為零。可知由于石墨烯含量太少，未能較好的形成良好的導電網(wǎng)絡，導致材料性能較差。

對比例2

分別稱取0.01mol硝酸鈷、0.01mol碳酸鈉和0.02mol的磷酸氫二銨溶于50ml去離子水中，攪拌形成均勻溶液，溶液ph為7.6，之后將0.15g石墨烯分散于上述溶液中。將所述水溶液至于80°水浴鍋中加熱，之后轉入到真空烘箱中干燥得到前驅(qū)體。最后將上述前驅(qū)體磨碎，在氬氣氣氛下，700℃燒結5h，升溫速度15℃/min。最后將產(chǎn)物進行清洗、干燥。得到最終產(chǎn)品(正極復合材料)。本實施例制得的正極復合材料粒度為370nm。

采用本實施例制備的正極復合材料為工作電極，鈉為對電極，組裝成扣式電池，在5c的電流密度下，測試電化學性能。在5c的電流密度下，比容量達到28mah/g，電壓平臺達到3v，循環(huán)50圈后，僅保持20mah/g的比容量。循環(huán)100圈后容量幾乎衰減為零。本次制備的材料因為沒有加入酸性金屬絡合劑(例如檸檬酸)，未能形成凝膠，導致材料反應不均勻，導電性太差，電化學性能較差。

對比例3

分別稱取0.01mol氯化鈷、0.01mol草酸鈉和0.02mol的磷酸氫二銨溶于15ml去離子水中，之后加入0.02mol酒石酸于上述溶液中，攪拌形成均勻溶液，將0.3g石墨烯分散在水溶液中，將所述水溶液80℃水浴加熱，之后轉入真空烘箱烘干，磨碎。最后將上述前驅(qū)體在氬氣氣氛下，1000℃燒結8h，升溫速度5℃/min。最后將產(chǎn)物進行清洗、干燥。得到最終產(chǎn)品(正極復合材料)；得到的樣品本次制備的樣品燒結溫度過高，超過了物質(zhì)的熔點，樣品不能制成粉末，無法測試其電化學性能。

對比例4

分別稱取0.01mol硝酸鈷、0.01mol碳酸鈉和0.02mol的磷酸氫二銨溶于50ml去離子水中，之后加入1mol抗壞血酸于上述溶液中，調(diào)節(jié)ph＝1.8攪拌形成均勻溶液，之后將0.25g石墨烯分散于上述溶液中。將所述水溶液至于80°水浴鍋中加熱形成凝膠，之后轉入到真空烘箱中干燥得到前驅(qū)體。最后將上述前驅(qū)體磨碎，在氬氣氣氛下，650℃燒結6h，升溫速度12℃/min。最后將產(chǎn)物進行清洗、干燥。得到最終產(chǎn)品(正極復合材料)。本實施例制得的正極復合材料粒度為360nm。

采用本實施例制備的正極復合材料為工作電極，鈉為對電極，組裝成扣式電池，在5c的電流密度下，測試電化學性能。在5c的電流密度下，比容量為25mah/g，循環(huán)50圈后，僅能保持16mah/g的比容量。循環(huán)100圈后幾乎無容量。本次制備的材料由于加入的抗壞血酸過多，導致溶液ph較低，材料碳含量過高，導致活性物質(zhì)的量較少，比容量較低。

對比例5

分別稱取0.01mol氯化鈷、0.005mol草酸鈉和0.02mol的磷酸二氫銨溶于80ml去離子水中，之后加入0.02mol檸檬酸于上述溶液中，調(diào)節(jié)ph＝4攪拌形成均勻溶液，之后將0.15g石墨烯分散于上述溶液中。將所述水溶液至于80°水浴鍋中加熱形成凝膠，之后轉入到真空烘箱中干燥得到前驅(qū)體。最后將上述前驅(qū)體磨碎，在氬氣氣氛下，700℃燒結7h，升溫速度15℃/min。最后將產(chǎn)物進行清洗、干燥。得到最終產(chǎn)品(正極復合材料)。本實施例制得的正極復合材料粒度為270nm。

采用本實施例制備的正極復合材料為工作電極，鈉為對電極，組裝成扣式電池，在5c的電流密度下，測試電化學性能。在5c的電流密度下，比容量達到23mah/g，循環(huán)50圈后，僅保持13mah/g的比容量。循環(huán)100圈后幾乎衰減為零。本次制備的材料由于原料中鈉源的比例不夠，導致材料的雜質(zhì)過多，非活性物質(zhì)的增加導致材料比容量較差。

對比例6

分別稱取0.01mol碳酸鈷、0.005mol草酸鈉和0.02mol的磷酸二氫銨溶于80ml去離子水中，之后加入0.01mol檸檬酸于上述溶液中，調(diào)節(jié)ph＝4.5攪拌形成均勻溶液，之后將0.2g石墨烯分散于上述溶液中。將所述水溶液至于80°水浴鍋中加熱形成凝膠，之后轉入到真空烘箱中干燥得到前驅(qū)體。最后將上述前驅(qū)體磨碎，在氬氣氣氛下，700℃燒結7h，升溫速度15℃/min。最后將產(chǎn)物進行清洗、干燥。得到最終產(chǎn)品(正極復合材料)。本實施例制得的正極復合材料粒度為270nm。

采用本實施例制備的正極復合材料為工作電極，鈉為對電極，組裝成扣式電池，在5c的電流密度下，測試電化學性能。在5c的電流密度下，比容量達到23mah/g，循環(huán)50圈后，僅保持13mah/g的比容量。循環(huán)100圈后幾乎衰減為零。本次制備的材料由于原料碳酸鈷不能完全均勻的溶解在水溶液中，導致材料的雜質(zhì)過多，材料比容量較差。