一种原位碳包覆的高倍率大尺寸普鲁士蓝类钠离子正极材料及其制备方法与流程

本发明涉及钠离子正极材料技术领域，具体涉及一种原位碳包覆的高倍率大尺寸普鲁士蓝类钠离子正极材料及其制备方法。

背景技术：

普鲁士蓝化学式为kfe[fe(cn)6]，最初是一种蓝色染料，在近些年来具有类似结构的化合物常被用作钠离子电池正极材料研究，例如na2mn[fe(cn)6]或者na2fe[fe(cn)6]，被称为普鲁士蓝类正极材料。

目前研究较多的钠离子正极材料主要有聚阴离子化合物、层状氧化物、普鲁士蓝类似物这三大类正极材料，其中普鲁士蓝类正极材料由于具有独特的三维mof结构而具有高的理论容量和循环稳定性，因此被认为是极具应用潜力的钠离子电池正极材料。

可大规模商业化的钠离子电池常用正极材料主要有普鲁士蓝类正极材料，通常采用水热沉淀的方法制备，制备的普鲁士蓝类正极材料存在以下几个方面的不足：(1)普鲁士蓝类似物中的过渡金属元素在循环中易溶解在电解液中，导致其循环性能差；(2)普鲁士蓝材料本身存在电子导电性差问题，导致其倍率性能较差；(3)目前多数普鲁士蓝类材料颗粒较小(＜1μm)，在实际应用中存在严重的团聚，从而导致难以过筛使用。

比如中国专利cn110224130a公布了一种导电高分子包覆的普鲁士蓝类钠离子电池正极材料及其制备方法，该方法包括具体步骤和实施方式，其主要设计思路是先制备出形貌均匀、电化学性能较优的普鲁士蓝类似物的体相材料作为内核，然后通过普鲁士蓝类材料和导电高分子单体、诱发剂混合，经过原位聚合得到导电高分子包覆的普鲁士蓝类钠离子电池正极材料。具体步骤是：

(1)将可溶性过渡金属盐、缓释剂溶解在水中，制成溶液a；

(2)将可溶性过渡金属氰基配合物、可溶性钠盐溶解在水中，制成溶液b，将溶液b置于反应釜中并通入保护性气体，保持一定温度；

(3)在搅拌状态下，采用蠕动泵将溶液a滴加到溶液b中，滴加完毕后进行陈化；

(4)将步骤3所得沉淀物离心、洗涤、干燥得到普鲁士蓝类似物即m1hcm2；

(5)将导电高分子单体和步骤4所得的m1hcm2加入到水中，超声分散并搅拌得到浊液c，保持一定温度；

(6)将诱发剂溶于水，形成溶液d；

(7)在搅拌状态下将溶液d加入到浊液c中，滴加完毕后继续搅拌6～10h；

(8)将步骤7所得的沉淀物离心、洗涤、干燥得到导电高分子包覆的普鲁士蓝类钠离子电池正极材料。

如上专利提出的以可溶性过渡金属盐、可溶性过渡金属氰基配合物、可溶性钠盐作为原料制备普鲁士蓝类正极材料，随后再通过普鲁士蓝类材料和导电高分子单体、诱发剂混合，其容量较低，该专利中所列举的具体实施例所得普鲁士蓝类钠离子正极材料比容量大多只有130mah/g左右，循环性能较差(1c循环300圈左右)，并且所得的正极材料颗粒尺寸较小(普遍在1μm以下)，在实际应用中小颗粒会存在严重的团聚现象，导致正极材料难以过筛使用。

技术实现要素：

本发明所要解决的技术问题是克服背景技术的技术缺陷，提供一种原位碳包覆的高倍率大尺寸普鲁士蓝类钠离子正极材料及其制备方法。本发明通过先水热沉淀合成普鲁士蓝类正极材料，然后加入碳化剂前驱体高温高压水热在其表面原位生成纳米碳颗粒，不仅促进了普鲁士蓝类正极材料的晶体长大，还有效的改善了普鲁士蓝类正极材料导电性差、倍率性能低等问题。

本发明解决上述技术问题所采用的技术方案如下：

一种原位碳包覆的高倍率大尺寸普鲁士蓝类钠离子正极材料的制备方法，包括如下步骤：

(1)将可溶性过渡金属氰基配合物、可溶性钠盐溶解在水中，制成溶液a；将溶液a置于反应釜，保温；

(2)将可溶性过渡金属盐溶解在水中，配置成溶液b，在搅拌状态下通过蠕动泵将溶液b滴加到溶液a中，滴加完毕后保温，得悬浊液；

(3)将(2)中所得悬浊液加入到高压水热釜中，并加入碳化剂前驱体，保温，搅拌，得物料；

(4)将(3)降温冷却后的物料取出，洗涤、干燥后得到原位碳包覆的高倍率大尺寸普鲁士蓝类钠离子正极材料。

优选地，所述步骤(1)中，所述可溶性过渡金属氰基配合物为na4fe(cn)6、na4co(cn)6、na4cu(cn)6、na4zn(cn)6、na4mn(cn)6中的任意一种或多种。

优选地，所述步骤(1)中，所述可溶性钠盐为硫酸钠、硝酸钠、氯化钠中的任意一种。

优选地，所述步骤(1)中，按摩尔比，所述可溶性钠盐和所述可溶性过渡金属氰基配合物的添加比例为1∶1～10∶1。

更优选地，所述步骤(1)中，按摩尔比，所述可溶性钠盐和所述可溶性过渡金属氰基配合物的添加比例为1∶1～3∶1。

最优选地，所述步骤(1)中，按摩尔比，所述可溶性钠盐和所述可溶性过渡金属氰基配合物的添加比例为1∶1～2∶1。

优选地，所述步骤(1)中，所述溶液a中的所述可溶性过渡金属氰基配合物的浓度为0～5mol/l。

更优选地，所述步骤(1)中，所述溶液a中的所述可溶性过渡金属氰基配合物的浓度为0～3mol/l。

最优选地，所述步骤(1)中，所述溶液a中的所述可溶性过渡金属氰基配合物的浓度为0.5mol/l。

优选地，所述步骤(1)中，所述保温的温度为0～100℃。

更优选地，所述步骤(1)中，所述保温的温度为60～100℃。

优选地，所述步骤(2)中，所述可溶性过渡金属盐为mn、fe、co、ni、cu、v、cr的硫酸盐、盐酸盐、硝酸盐中的任意一种或多种。

优选地，所述步骤(2)中，所述溶液b的浓度为0～5mol/l。

更优选地，所述步骤(2)中，所述溶液b的浓度为0～3mol/l。

最优选地，所述步骤(2)中，所述溶液b的浓度为1.5mol/l。

优选地，所述步骤(2)中，所述滴加时的速率为0～500ml/min。

更优选地，所述步骤(2)中，所述滴加时的速率为0～100ml/min。

更优选地，所述步骤(2)中，所述滴加时的速率为10～50ml/min。

优选地，所述步骤(2)中，所述保温的温度为0～100℃。

更优选地，所述步骤(2)中，所述保温的温度为60～100℃。

最优选地，所述步骤(2)中，所述保温的温度为70℃。

优选地，所述步骤(2)中，所述保温的时间为0～10h。

更优选地，所述步骤(2)中，所述保温的时间为6h。

优选地，所述步骤(3)中，所述碳化剂前驱体为葡萄糖、果糖、蔗糖、麦芽糖、琼脂糖、可溶性淀粉的任意一种或多种。

优选地，所述步骤(3)中，按摩尔比，所述碳化剂前驱体与所述悬浊液的添加比例为0～1000％。

更优选地，所述步骤(3)中，按摩尔比，所述碳化剂前驱体与所述悬浊液的添加比例为20％～100％。

优选地，所述步骤(3)中，所述保温的温度为140～220℃。

优选地，所述步骤(3)中，所述搅拌的时间为0～40h。

更优选地，所述步骤(3)中，所述搅拌的时间为20～25h。

一种原位碳包覆的高倍率大尺寸普鲁士蓝类钠离子正极材料，采用如上所述制备方法制备得到。

上述技术方案中，所述碳化剂前驱体是指在高温高压水热的环境下，可以发生水热分解，生成纳米碳颗粒的物质。

上述技术方案中，取值范围中的端点0不包括数值0。

本发明的基本原理：

(1)钠离子电池普鲁士蓝类正极材料本身的晶体结构决定了其导电性差，倍率性能差，本发明提出的纳米碳包覆普鲁士蓝类正极材料，可以通过普鲁士蓝类正极材料颗粒与纳米碳的有效包覆，改善其导电性从而提高其倍率性能；

(2)钠离子电池普鲁士蓝类正极材料表面包覆碳材料，虽然在其他文献/专利中有过报道，但本发明中提出的通过碳化剂前驱体在高压水热环境下发生水热分解，从而在普鲁士蓝正极材料表面生成纳米碳颗粒，此种方法包覆碳是在普鲁士蓝正极材料的晶体优化的过程中同时进行，不仅能获得包覆纳米碳的普鲁士蓝类正极材料，更可以获得大尺寸、晶体结构优良的正极材料，此方法获得的正极材料减少了纳米颗粒团聚，在实际应用中更容易过筛使用，更加有利于实际应用。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

(1)常规钠离子电池普鲁士蓝类正极材料的导电性较差，本发明在其表面包覆碳颗粒，有利于正极材料之间的导电传输，提高其导电性能，从而提高其倍率性能；

(2)一般水热沉淀的方法制备的普鲁士蓝类正极材料颗粒尺寸较小，一般颗粒尺寸在1μm以下，这种尺度的颗粒很容易发生团聚，导致实际使用中难以过筛使用；本发明通过高温高压水热，有利于普鲁士蓝正极材料颗粒尺寸的长大；而碳化剂前驱体(如葡萄糖、果糖等)在高温高压水热的环境下，可以发生水热分解，生成纳米碳颗粒，本发明将这两个过程结合起来，在正极材料颗粒高温高压水热长大的过程中，通过碳化剂前驱体的水热分解，在其表面原位生成纳米碳颗粒，实现了纳米碳颗粒的原位包覆；

(3)本发明通过有目的控制普鲁士蓝类正极材料的晶体的大小、以及采用原位包覆纳米碳颗粒的技术手段，在晶体颗粒大小、循环性能、及导电性之间取得了平衡，最终制备得到综合性能良好的普鲁士蓝类正极材料。

附图说明

图1为实施例1制备得到的普鲁士蓝类正极材料的sem图；

图2为实施例1制备得到的普鲁士蓝类正极材料的xrd图；

图3为实施例1制备得到的普鲁士蓝类正极材料装配成cr2032扣式电池在0.2c电流密度下恒流充放电测试情况；

图4为对比例1制备得到的普鲁士蓝类正极材料的sem图。

具体实施方式

为了更好地理解本发明的内容，下面结合具体实施例和附图作进一步说明。应理解，这些实施例仅用于对本发明进一步说明，而不用于限制本发明的范围。此外应理解，在阅读了本发明所述的内容后，该领域的技术人员对本发明作出一些非本质的改动或调整，仍属于本发明的保护范围。

实施例1

在水热釜中首先按添加比例1∶1加入2molna4fe(cn)6和2molna2so4，并加入4l去离子水配置成na4fe(cn)6的浓度为0.5mol/l的溶液a，水热釜升温到70℃搅拌至金属氰基配合物和钠盐完全溶解；另取1.5molmnso4溶于去离子水配成1.5mol/l的溶液b，待溶液a中配合物及钠盐完全溶解后，以1oml/min的滴加速率通过蠕动泵滴加至水热釜中，滴加完毕后70℃保温陈化6h；保温陈化结束后，取出混合液并转移到高压水热釜中，按普鲁士蓝：c＝100∶20的比例，加入对应量的葡萄糖，高压水热釜加热到200℃，保温24h并不断搅拌，保温结束后冷却至室温，取出物料洗涤干燥，最后得到c包覆的普鲁士蓝类正极材料。

其扫描电镜照片如图1所示，由扫描电镜可以看到纳米碳颗粒(＜1μm)以小片状散落分布在普鲁士蓝类正极材料颗粒的表面，其中普鲁士蓝类正极材料的颗粒较大(多数＞2μm，即d50＞2μm)；另外通过图2所示xrd图谱可以看到，得到的纳米碳包覆的普鲁士蓝类正极材料属于标准的普鲁士蓝相，其衍射峰表明材料晶体结构结晶完好。

将制备好的纳米碳包覆普鲁士蓝正极材料粉末与导电炭黑、pvdf按照86∶7∶7的质量比混合，加入适量nmp溶剂形成浆料，然后把浆料均匀涂覆于集流体铝箔上，干燥后，裁成(8×8)mm²的极片。极片在真空条件下，100℃干燥10h，随即转移到手套箱备用。模拟电池的装配在ar气氛的手套箱内进行，以金属钠作为对电极，以1mol的napf6溶于1l体积比为1∶1的碳酸乙烯酯和碳酸二乙酯溶液作为电解液，装配成cr2032扣式电池。使用恒流充放电模式，在0.2c电流密度下进行恒流充放电测试。在充电开始电压为2.5v，放电截至电压为4v的条件下，测试结果见图3，由图3中可看到，其可逆容量为145.4mah/g，首周库伦效率为96.16％，同时具有较高容量以及高的首周库伦效率。其在1c的电流密度下，容量仍有135mah/g，在10c的大倍率下，其容量仍能保持102mah/g，具有优秀的倍率性能。进行循环充放电测试，在5c倍率下，循环1000圈容量保持率为82％，即使在10c倍率下，循环800圈也能保持83.5％的容量，具有优秀的循环性能。

实施例2

在水热釜中首先按添加比例1∶1加入2molna4fe(cn)6和2molna2so4，并加入4l去离子水配置成na4fe(cn)6的浓度为0.5mol/l的溶液a，水热釜升温到70℃搅拌至金属氰基配合物和钠盐完全溶解；另取1.5molmnso4溶于去离子水配成1.5mol/l的溶液b，待溶液a中配合物及钠盐完全溶解后，以10ml/min的滴加速率通过蠕动泵滴加至水热釜中，滴加完毕后70℃保温陈化6h；保温陈化结束后，取出混合液并转移到高压水热釜中，按普鲁士蓝∶c＝100∶20的比例，加入对应量的果糖，高压水热釜加热到200℃，保温24h并不断搅拌，保温结束后冷却至室温，取出物料洗涤干燥，最后得到c包覆的普鲁士蓝类正极材料。

将上述制备得到的纳米碳包覆普鲁士蓝正极材料作为电池正极材料的活性物质用于钠离子电池的制备，并进行电化学充放电测试，具体制备过程和测试方法同实施例1，所得材料在0.2c的电流密度下可逆容量为142.3mah/g，首周库伦效率为96％。其在1c的电流密度下，容量仍有133.6mah/g，在10c的大倍率下，其容量仍能保持101.5mah/g，具有优秀的倍率性能。进行循环充放电测试，在5c倍率下，循环1000圈容量保持率为83.2％，即使在10c倍率下，循环800圈也能保持84％的容量，具有优秀的循环性能。

实施例3

在水热釜中首先按添加比例1∶1加入2molna4fe(cn)6和2molna2so4，并加入4l去离子水配置成na4fe(cn)6的浓度为0.5mol/l的溶液a，水热釜升温到70℃搅拌至金属氰基配合物和钠盐完全溶解；另取1.5molmnso4溶于去离子水配成1.5mol/l的溶液b，待溶液a中配合物及钠盐完全溶解后，以10ml/min的滴加速率通过蠕动泵滴加至水热釜中，滴加完毕后70℃保温陈化6h；保温陈化结束后，取出混合液并转移到高压水热釜中，按普鲁士蓝∶c＝100∶40的比例，加入对应量的葡萄糖，高压水热釜加热到200℃，保温24h并不断搅拌，保温结束后冷却至室温，取出物料洗涤干燥，最后得到c包覆的普鲁士蓝类正极材料。

将上述制备得到的纳米碳包覆普鲁士蓝正极材料作为电池正极材料的活性物质用于钠离子电池的制备，并进行电化学充放电测试，具体制备过程和测试方法同实施例1，所得材料在0.2c的电流密度下可逆容量为146.2mah/g，首周库伦效率为96.3％。其在1c的电流密度下，容量仍有135.7mah/g，在10c的大倍率下，其容量仍能保持104.2mah/g，具有优秀的倍率性能。进行循环充放电测试，在5c倍率下，循环1000圈容量保持率为85.2％，即使在10c倍率下，循环800圈也能保持84.3％的容量，具有优秀的循环性能。

实施例4

在水热釜中首先按添加比例1∶1加入2molna4fe(cn)6和2molna2so4，并加入4l去离子水配置成na4fe(cn)6的浓度为0.5mol/l的溶液a，水热釜升温到70℃搅拌至金属氰基配合物和钠盐完全溶解；另取1.5molmnso4溶于去离子水配成1.5mol/l的溶液b，待溶液a中配合物及钠盐完全溶解后，以10ml/min的滴加速率通过蠕动泵滴加至水热釜中，滴加完毕后70℃保温陈化6h；保温陈化结束后，取出混合液并转移到高压水热釜中，按普鲁士蓝∶c＝100∶40的比例，加入对应量的葡萄糖，高压水热釜加热到220℃，保温24h并不断搅拌，保温结束后冷却至室温，取出物料洗涤干燥，最后得到c包覆的普鲁士蓝类正极材料。

将上述制备得到的纳米碳包覆普鲁士蓝正极材料作为电池正极材料的活性物质用于钠离子电池的制备，并进行电化学充放电测试，具体制备过程和测试方法同实施例1，所得材料在0.2c的电流密度下可逆容量为147.2mah/g，首周库伦效率为95.3％。其在1c的电流密度下，容量仍有138.7mah/g，在10c的大倍率下，其容量仍能保持106.1mah/g，具有优秀的倍率性能。进行循环充放电测试，在5c倍率下，循环1000圈容量保持率为86.4％，即使在10c倍率下，循环800圈也能保持85％的容量，具有优秀的循环性能。

实施例5

在水热釜中首先按添加比例1∶1加入2molna4fe(cn)6和2molna2so4，并加入4l去离子水配置成na4fe(cn)6的浓度为0.5mol/l的溶液a，水热釜升温到70℃搅拌至金属氰基配合物和钠盐完全溶解；另取1.5molfeso4溶于去离子水配成1.5mol/l的溶液b，待溶液a中配合物及钠盐完全溶解后，以10ml/min的滴加速率通过蠕动泵滴加至水热釜中，滴加完毕后70℃保温陈化6h；保温陈化结束后，取出混合液并转移到高压水热釜中，按普鲁士蓝∶c＝100∶40的比例，加入对应量的葡萄糖，高压水热釜加热到220℃，保温24h并不断搅拌，保温结束后冷却至室温，取出物料洗涤干燥，最后得到c包覆的普鲁士蓝类正极材料。

将上述制备得到的纳米碳包覆普鲁士蓝正极材料作为电池正极材料的活性物质用于钠离子电池的制备，并进行电化学充放电测试，具体制备过程和测试方法同实施例1，所得材料在0.2c的电流密度下可逆容量为151.1mah/g，首周库伦效率为94.8％。其在1c的电流密度下，容量仍有139.3mah/g，在10c的大倍率下，其容量仍能保持112.1mah/g，具有优秀的倍率性能。进行循环充放电测试，在5c倍率下，循环1000圈容量保持率为84.1％，即使在10c倍率下，循环800圈也能保持84.7％的容量，具有优秀的循环性能。

实施例6

在水热釜中首先按添加比例1∶1.5加入2molna4fe(cn)6和3molna2so4，并加入4l去离子水配置成na4fe(cn)6的浓度为0.5mol/l的溶液a，水热釜升温到70℃搅拌至金属氰基配合物和钠盐完全溶解；另取1.5molmnso4溶于去离子水配成1.5mol/l的溶液b，待溶液a中配合物及钠盐完全溶解后，以10ml/min的滴加速率通过蠕动泵滴加至水热釜中，滴加完毕后70℃保温陈化6h；保温陈化结束后，取出混合液并转移到高压水热釜中，按普鲁士蓝∶c＝100∶20的比例，加入对应量的葡萄糖，高压水热釜加热到220℃，保温24h并不断搅拌，保温结束后冷却至室温，取出物料洗涤干燥，最后得到c包覆的普鲁士蓝类正极材料。

将上述制备得到的纳米碳包覆普鲁士蓝正极材料作为电池正极材料的活性物质用于钠离子电池的制备，并进行电化学充放电测试，具体制备过程和测试方法同实施例1，所得材料在0.2c的电流密度下可逆容量为157.2mah/g，首周库伦效率为94.3％。其在1c的电流密度下，容量仍有142.7mah/g，在10c的大倍率下，其容量仍能保持116.1mah/g，具有优秀的倍率性能。进行循环充放电测试，在5c倍率下，循环1000圈容量保持率为84.7％，即使在10c倍率下，循环800圈也能保持82.3％的容量，具有优秀的循环性能。

实施例7

在水热釜中首先按添加比例1∶1加入2molna4fe(cn)6和2molna2so4，并加入4l去离子水配置成na4fe(cn)6的浓度为0.5mol/l的溶液a，水热釜升温到70℃搅拌至金属氰基配合物和钠盐完全溶解；另取1.5molmnso4溶于去离子水配成1.5mol/l的溶液b，待溶液a中配合物及钠盐完全溶解后，以10ml/min的滴加速率通过蠕动泵滴加至水热釜中，滴加完毕后70℃保温陈化6h；保温陈化结束后，取出混合液并转移到高压水热釜中，按普鲁士蓝∶c＝100∶20的比例，加入对应量的葡萄糖和果糖，其中葡萄糖和果糖的比例为1∶1，高压水热釜加热到220℃，保温24h并不断搅拌，保温结束后冷却至室温，取出物料洗涤干燥，最后得到c包覆的普鲁士蓝类正极材料。

将上述制备得到的纳米碳包覆普鲁士蓝正极材料作为电池正极材料的活性物质用于钠离子电池的制备，并进行电化学充放电测试，具体制备过程和测试方法同实施例1，所得材料在0.2c的电流密度下可逆容量为146.2mah/g，首周库伦效率为94.3％。其在1c的电流密度下，容量仍有136.7mah/g，在10c的大倍率下，其容量仍能保持104.1mah/g，具有优秀的倍率性能。进行循环充放电测试，在5c倍率下，循环1000圈容量保持率为84.4％，即使在10c倍率下，循环800圈也能保持81.5％的容量，具有优秀的循环性能。

实施例8

在水热釜中首先按添加比例1∶1加入2molna4fe(cn)6和2molna2so4，并加入4l去离子水配置成na4fe(cn)6的浓度为0.5mol/l的溶液a，水热釜升温到70℃搅拌至金属氰基配合物和钠盐完全溶解；另取1.5molmnso4溶于去离子水配成1.5mol/l的溶液b，待溶液a中配合物及钠盐完全溶解后，以10ml/min的滴加速率通过蠕动泵滴加至水热釜中，滴加完毕后70℃保温陈化6h；保温陈化结束后，取出混合液并转移到高压水热釜中，按普鲁士蓝∶c＝100∶800的比例，加入对应量的葡萄糖，高压水热釜加热到220℃，保温，24h并不断搅拌，保温结束后冷却至室温，取出物料洗涤干燥，最后得到c包覆的普鲁士蓝类正极材料。

将上述制备得到的纳米碳包覆普鲁士蓝正极材料作为电池正极材料的活性物质用于钠离子电池的制备，并进行电化学充放电测试，具体制备过程和测试方法同实施例1，所得材料在0.2c的电流密度下可逆容量为121.3mah/g，首周库伦效率为95.7％。其在1c的电流密度下，容量仍有101.3mah/g，在10c的大倍率下，其容量仍能保持93.4mah/g，倍率性能较好；通过元素分析得知，所得普鲁士蓝正极材料中含有较多的c(超过50％)，虽然提高了其导电性能，但是降低了克容量。进行循环充放电测试，在5c倍率下，循环1000圈容量保持率为79.3％，即使在10c倍率下，循环800圈也能保持80.2％的容量，具有优秀的循环性能。

对比例1

在水热釜中首先按添加比例1∶1加入2molna4fe(cn)6和2molna2so4，并加入4l去离子水配置成na4fe(cn)6的浓度为0.5mol/l的溶液a，水热釜升温到70℃搅拌至金属氰基配合物和钠盐完全溶解；另取1.5molmnso4溶于去离子水配成1.5mol/l的溶液b，待溶液a中配合物及钠盐完全溶解后，以10ml/min的滴加速率通过蠕动泵滴加至水热釜中，滴加完毕后70℃保温陈化6h；陈化结束后将所得悬浊液进行过滤、洗涤、离心、干燥得到普鲁士蓝类正极材料，其扫描电镜照片如图4所示，颗粒较小(d50尺寸为450nm)。

将上述制备得到的普鲁士蓝正极材料作为电池正极材料的活性物质用于钠离子电池的制备，并进行电化学充放电测试，具体制备过程和测试方法同实施例1，所得材料在0.2c的电流密度下可逆容量为137.1mah/g，首周库伦效率为94.3％。其在1c的电流密度下，容量仍有107.1mah/g，在10c的大倍率下，其容量只能保持89.1mah/g，其倍率性能较差。进行循环充放电测试，在5c倍率下，循环1000圈容量保持率为85.4％，在10c倍率下，循环500圈只能保持80％的容量，循环性能一般。

本发明针对现有技术的缺点，通过首先水热沉淀法合成普鲁士蓝类钠离子正极材料，随后再通过高温高压水热实现普鲁士蓝类正极材料的晶体结构的优化，并在高温高压水热过程中加入碳化剂前驱体(如葡萄糖等)，通过碳化剂前驱体的高温水热分解，在普鲁士蓝类正极材料的晶体上原位生成纳米碳颗粒，不仅促进了普鲁士蓝类正极材料的晶体长大，还有效的改善了普鲁士蓝类正极材料导电性差、倍率性能低等问题。

上述说明并非对本发明的限制，本发明也并不限于上述举例。本技术领域的普通技术人员在本发明的实质范围内，做出的变化、改型、添加或替换，也应属于本发明的保护范围。