一种钠离子电池正极材料制备方法及应用与流程

1.本发明涉及钠离子电池正极材料技术领域，特别是涉及一种钠离子电池正极材料制备方法及应用。


背景技术：

2.与锂电池相比，钠电池的原材料成本低、来源广，而且具有和锂相似的物理性质，钠离子在正负极之间脱嵌形成电荷转移，所以，钠离子电池被认为是最具有潜力的电池。
3.cn107845796b发明专利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，为了改善磷酸钒钠导电率，解决制备的钠电池倍率及循环寿命不佳的问题，该发明通过对生产出的磷酸钒钠和第一碳层构成的na
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(po4)3/c复合颗粒使用多巴胺盐酸盐进行第二次碳包覆， na
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(po4)3/c复合颗粒被包裹于作为第二碳层的碳网中，获得结构独特的碳掺杂磷酸钒钠正极材料，其电化学性能较没有被碳网包覆的na
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(po4)3/c复合颗粒有显著提高。其说明书中进一步指出，没有进行多巴胺碳包覆或者多巴胺碳包覆的ph条件不适宜无法获得具有优良效果的碳掺杂磷酸钒钠正极材料。
4.结合cn107845796b发明专利对na
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(po4)3导电性能的改善可知，现有技术对na
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(po4)3导电性改善工艺参数要求苛刻，且不能有效控制在第一碳层包覆后形成na
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(po4)3/c复合颗粒的均匀性，导电性的改善较为有限。


技术实现要素：

5.本发明的目的在于提供一种钠离子电池正极材料制备方法，本发明控制na
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(po4)3颗粒尺寸均匀的分布于石墨烯气凝胶表面，兼顾正极材料的导电性以及结构的稳定性。
6.为解决此技术问题，本发明的技术方案是：一种钠离子电池正极材料制备方法，包括以下步骤：s1、制备苯胺-石墨烯气凝胶；将石墨烯分散于去离子水，超声，剥离和分散去离子水中的石墨烯；向石墨烯-水分散液中加入苯胺，超声分散，苯胺分散并附着于石墨烯表面；将苯胺均匀附着于石墨烯表面的水分散体系置于反应釜进行水热反应，制得苯胺-石墨烯水凝胶；将所得苯胺-石墨烯水凝胶冷冻干燥得苯胺-石墨烯气凝胶；s2、同时向分散于水的苯胺-石墨烯气凝胶中加入氧化剂和分散于水的钒源化合物、磷源化合物和钠源化合物，搅拌下升温至70℃至90℃，反应2至6小时，生成磷酸钒钠凝胶的同时苯胺氧化聚合形成聚苯胺，生成的聚苯胺包覆磷酸钒钠凝胶；s3、将经过s2的分散体系转移至反应釜中进行高温高压反应，受聚苯胺包覆的磷酸钒钠分布于负载有聚苯胺的石墨烯气凝胶表面；s4、将s3所得沉淀清洗，烘干，球磨，得聚苯胺-石墨烯气凝胶-磷酸钒钠复合物。
7.优选钒源化合物、磷源化合物和钠源化合物中钒、磷和钠的摩尔比为2：3：3。本发明中钒源为钒酸盐类物质，例如钒酸铵，磷源为磷酸盐类物质，如磷酸铵，钠源为含钠的盐类物质，例如硫酸钠。
8.优选石墨烯与磷酸钒钠摩尔比为1：（5至10），例如1：5、1：6、1：7、1：8、1：9或者1：10等，但并不仅限于所列举的数值，该数值范围内其他未列举的数值同样适用；石墨烯在水热反应的高温下溶剂水进入结构中形成石墨烯水凝胶，经过速冻干燥形成气凝胶；石墨烯气凝胶用量太多降低产物容量，石墨烯气凝胶用量太少，磷酸钒钠晶体分散基底不足，磷酸钒钠难以在石墨烯气凝胶的表面有效以均匀的颗粒铺展从而无法达到纳米化的目的。苯胺与磷酸钒钠摩尔比为1：（8至12），例如1：8、1：9、1：10、1：11或者1：12，但并不仅限于所列举的数值，该数值范围内其他未列举的数值同样适用；在本发明中正极材料的制备过程中，原本吸附在石墨烯气凝胶表面相互邻近的苯胺之间发生聚合生成聚苯胺，该处聚苯胺对形成聚合前的苯胺所包围的磷酸钒钠凝胶形成有效覆盖和包围，聚苯胺调控石墨烯气凝胶表面磷酸钒钠的分散情况；因此苯胺的用量太多降低产物容量，苯胺的用量太少不足以有效调控磷酸钒钠颗粒均匀性和形貌，磷酸钒钠颗粒在石墨烯气凝胶表面的分散性不好。
9.优选s1中水热反应的参数如下：反应温度：330℃至370℃；反应时间：10小时至14小时。
10.本发明中有效保证石墨烯水凝胶的充分形成，利于石墨烯气凝胶作为负载基底。
11.优选s3中高温高压反应的参数如下：反应温度：180℃至300℃；反应时间：5小时至8小时。
12.本发明通过s3的高温高压反应促进凝胶状态的磷酸钒钠在聚苯胺的包覆分区限位下以颗粒形态分布于石墨烯气凝胶的表面，有效保证复合物中磷酸钒钠纳米颗粒均匀，尺寸和形貌可控，保证磷酸钒钠纳米颗粒均匀分散在石墨烯气凝胶表面。
13.优选s1中苯胺-石墨烯水凝胶冷冻干燥得苯胺-石墨烯气凝胶的具体过程如下：将苯胺-石墨烯水凝胶置于液氮中冷冻干燥65小时至78小时。
14.本发明苯胺-石墨烯水凝胶在冷冻干燥下水分升华转化为苯胺-石墨烯气凝胶。
15.优选s2中苯胺氧化聚合为聚苯胺的氧化剂为98%浓硫酸，硫酸与苯胺的摩尔比为1：100。
16.本发明的第二目的在于提供一种钠离子电池正极材料，本发明中由聚苯胺包覆且限位的na
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(po4)3颗粒尺寸均匀的分布于石墨烯气凝胶表面，导电性显著提升，同时纳米颗粒有效缩短钠离子的移动路径，有效改善电池的循环性能和倍率性能。
17.为解决此技术问题，本发明的技术方案是：本发明提出的制备方法制得的钠离子电池正极材料，所述正极材料包括磷酸钒钠、聚苯胺和石墨烯气凝胶，磷酸钒钠纳米颗粒被聚苯胺包覆并均匀分散在石墨烯气凝胶表面。
18.本发明的第三目的在于提供一种钠离子电池，本发明使用颗粒均匀且由石墨烯气凝胶负载并由聚苯胺包覆的纳米化na
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(po4)3作为正极材料，有效改善电池的循环性能和倍率性能。
19.为解决此技术问题，本发明的技术方案是：一种应用有本发明制得的正极材料的
钠离子电池。
20.通过采用上述技术方案，本发明的有益效果是：本发明在时间顺序上先通过s1制备苯胺-石墨烯气凝胶，将石墨烯分散在水中，加入苯胺，苯胺在炭材料的吸附作用下均匀附着于石墨烯表面；利用水热反应过程使作为溶剂的水分子进入至石墨烯的层结构内获得石墨烯水凝胶结构，冷冻干燥，石墨烯水凝胶中的溶剂升华获得附着有苯胺的石墨烯气凝胶；接下来同时向分散于水的苯胺-石墨烯气凝胶中加入作为氧化剂的浓硫酸和分散于水的钒源化合物、磷源化合物和钠源化合物，搅拌下升温至70℃至90℃，反应2至6小时，生成磷酸钒钠凝胶的同时苯胺氧化聚合形成聚苯胺；聚苯胺聚合的过程将磷酸钒钠凝胶包覆，二者动态平衡，包覆后的磷酸钒钠会随聚苯胺均匀的分散再石墨烯气凝胶的表面，形成颗粒均匀的复合产物；最后将经过s2的聚苯胺-石墨烯气凝胶-磷酸钒钠凝胶分散体系进行高温高压反应，受聚苯胺包覆的磷酸钒钠颗粒分布于负载有聚苯胺的石墨烯气凝胶表面，由于聚苯胺对其包覆磷酸钒钠的限位防止在颗粒生长过程中磷酸钒钠发生团聚，实现了对分布于石墨烯气凝胶表面的磷酸钒钠纳米颗粒粒径均匀和分散均匀的控制；本发明中磷酸钒钠纳米颗粒被聚苯胺包覆并均匀分散在石墨烯气凝胶表面，磷酸钒钠纳米颗粒被聚苯胺包覆，防止颗粒团聚，颗粒越分散，材料的倍率性能越好；本发明中颗粒纳米化缩短磷酸钒钠的嵌钠路径，同时辅助石墨烯气凝胶及聚苯胺两导电物质，进一步提升复合材料的导电子能力，有效改善电池的倍率性能；聚苯胺伴随磷酸钒钠凝胶的同步形成配合高温高压的生长条件，磷酸钒钠颗粒在聚苯胺的均匀分布下形成限位或者模板化，负载于石墨烯气凝胶的磷酸钒钠颗粒粒径均匀，提升材料的一致性，应用于钠电池，钠离子电池电化学性能一致性高；本发明所用的石墨烯气凝胶体现了宏观尺度下石墨烯的优异性能，其结构由石墨烯片层三维搭接、组装形成，具有三维连续多孔网络结构，继承了石墨烯和气凝胶高比表面积、高孔隙率、高电导率以及良好的热导率和机械强度等优点，其三维网络结构比单纯的片层石墨烯更适用于正极材料分布基底。
21.本发明的钠离子电池循环性能和倍率性能，均得到了提升。
附图说明
22.图1是本发明实施例5制得聚苯胺-石墨烯气凝胶-磷酸钒钠复合物的xrd图谱；图2是本发明中对比例2所得复合物与实施例5所得复合物的tem图，其中a为对比例2，b为实施例5；图3是实施例1至5以及对比例1和2分别制得的正极材料组装为成品电池的倍率曲线；图4是实施例1至5以及对比例1和2分别制得的正极材料组装为成品电池的循环性能曲线。
具体实施方式
23.为了进一步解释本发明的技术方案，下面通过具体实施例来对本发明进行详细阐
述。
24.实施例1本实施例公开一种钠离子电池正极材料制备方法，包括以下步骤：s1、制备苯胺-石墨烯气凝胶；将石墨烯分散于去离子水，去离子水质量为石墨烯质量的20倍，超声1h，剥离和分散去离子水中的石墨烯；向石墨烯-水分散液中加入苯胺，超声分散30min，苯胺分散并附着于石墨烯表面；将苯胺均匀附着于石墨烯表面的水分散体系置于反应釜进行水热反应，制得苯胺-石墨烯水凝胶；s1中水热反应的参数如下：反应温度：330℃；反应时间：10小时。
25.将所得苯胺-石墨烯水凝胶冷冻干燥得苯胺-石墨烯气凝胶；s1中苯胺-石墨烯水凝胶冷冻干燥得聚苯胺-石墨烯气凝胶的具体过程如下：将苯胺-石墨烯水凝胶置于液氮中冷冻干燥72小时。
26.石墨烯与磷酸钒钠摩尔比为1：10；苯胺与磷酸钒钠摩尔比为1：12。
27.s2、同时向分散于水的苯胺-石墨烯气凝胶中加入作为氧化剂的浓硫酸和分散于水的钒源化合物、磷源化合物和钠源化合物；搅拌下升温至80℃，反应2小时，生成磷酸钒钠凝胶的同时苯胺氧化聚合形成聚苯胺，生成的聚苯胺包覆磷酸钒钠凝胶；其中，将作为钒源化合物的钒酸铵溶解于水，将作为磷源化合物的磷酸铵和作为钠源化合物的硫酸钠共同溶解于水；钒源化合物、磷源化合物和钠源化合物中钒、磷和钠的摩尔比为2：3：3。
28.浓硫酸的规格为98%浓硫酸，硫酸与苯胺的摩尔比为1:100；s3、将经过s2的分散体系转移至聚四氟乙烯反应釜内衬中，加上不锈钢外壳后转移至鼓风恒温干燥箱中，进行高温高压反应，磷酸钒钠分布于负载有聚苯胺的石墨烯气凝胶表面；s3中高温高压反应的参数如下：反应温度：180℃；反应时间：5小时。
29.s4、将s3所得沉淀清洗，烘干，球磨，得聚苯胺-石墨烯气凝胶-磷酸钒钠复合物，聚苯胺包覆磷酸钒钠纳米颗粒分布于石墨烯气凝胶表面。
30.实施例2本实施例公开一种钠离子电池正极材料制备方法，包括以下步骤：s1、制备苯胺-石墨烯气凝胶；将石墨烯分散于去离子水，去离子水质量为石墨烯质量的20倍，超声1h，剥离和分散去离子水中的石墨烯；向石墨烯-水分散液中加入苯胺，超声分散30min，苯胺分散并附着于石墨烯表面；将苯胺均匀附着于石墨烯表面的水分散体系置于反应釜进行水热反应，制得苯胺-石墨烯水凝胶；s1中水热反应的参数如下：
反应温度：340℃；反应时间：11小时。
31.将所得苯胺-石墨烯水凝胶冷冻干燥得聚苯胺-石墨烯气凝胶；s1中苯胺-石墨烯水凝胶冷冻干燥得聚苯胺-石墨烯气凝胶的具体过程如下：将苯胺-石墨烯水凝胶置于液氮中冷冻干燥72小时。
32.石墨烯与磷酸钒钠摩尔比为1：9；苯胺与磷酸钒钠摩尔比为1：11。
33.s2、同时向分散于水的苯胺-石墨烯气凝胶中加入作为氧化剂的浓硫酸和分散于水的钒源化合物、磷源化合物和钠源化合物，搅拌下升温至80℃，反应3小时，生成磷酸钒钠凝胶的同时苯胺氧化聚合形成聚苯胺，生成的聚苯胺包覆磷酸钒钠凝胶；其中，将作为钒源化合物的钒酸铵溶解于水，将作为磷源化合物的磷酸铵和作为钠源化合物的硫酸钠共同溶解于水；浓硫酸的规格为98%浓硫酸，硫酸与苯胺的摩尔比为1:100；钒源化合物、磷源化合物和钠源化合物中钒、磷和钠的摩尔比为2：3：3。
34.s3、将经过s2的分散体系转移至聚四氟乙烯反应釜内衬中，加上不锈钢外壳后转移至鼓风恒温干燥箱中，进行高温高压反应，磷酸钒钠分布于负载有聚苯胺的石墨烯气凝胶表面；s3中高温高压反应的参数如下：反应温度：210℃；反应时间：6小时。
35.s4、将s3所得沉淀清洗，烘干，球磨，得聚苯胺-石墨烯气凝胶-磷酸钒钠复合物，聚苯胺包覆磷酸钒钠纳米颗粒分布于石墨烯气凝胶表面。
36.实施例3本实施例公开一种钠离子电池正极材料制备方法，包括以下步骤：s1、制备苯胺-石墨烯气凝胶；将石墨烯分散于去离子水，去离子水质量为石墨烯质量的20倍，超声1h，剥离和分散去离子水中的石墨烯；向石墨烯-水分散液中加入苯胺，超声分散30min，苯胺分散并附着于石墨烯表面；将苯胺均匀附着于石墨烯表面的水分散体系置于反应釜进行水热反应，制得苯胺-石墨烯水凝胶；s1中水热反应的参数如下：反应温度：350℃；反应时间：12小时。
37.将所得苯胺-石墨烯水凝胶冷冻干燥得聚苯胺-石墨烯气凝胶；s1中苯胺-石墨烯水凝胶冷冻干燥得聚苯胺-石墨烯气凝胶的具体过程如下：将苯胺-石墨烯水凝胶置于液氮中冷冻干燥72小时。
38.石墨烯与磷酸钒钠摩尔比为1：8；苯胺与磷酸钒钠摩尔比为1：10。
39.s2、同时向分散于水的苯胺-石墨烯气凝胶中加入作为氧化剂的浓硫酸和分散于水的钒源化合物、磷源化合物和钠源化合物，搅拌下升温至80℃，反应4小时，生成磷酸钒钠凝胶的同时苯胺氧化聚合形成聚苯胺，生成的聚苯胺包覆磷酸钒钠凝胶；其中，将作为钒源化合物的钒酸铵溶解于水，将作为磷源化合物的磷酸铵和作为钠源化合物的硫酸钠共同溶解于水；浓硫酸的规格为98%浓硫酸，硫酸与苯胺的摩尔比为1:100；
钒源化合物、磷源化合物和钠源化合物中钒、磷和钠的摩尔比为2：3：3。
40.s3、将经过s2的分散体系转移至聚四氟乙烯反应釜内衬中，加上不锈钢外壳后转移至鼓风恒温干燥箱中，进行高温高压反应，磷酸钒钠分布于负载有聚苯胺的石墨烯气凝胶表面；s3中高温高压反应的参数如下：反应温度：250℃；反应时间：7小时。
41.s4、将s3所得沉淀清洗，烘干，球磨，得聚苯胺-石墨烯气凝胶-磷酸钒钠复合物，聚苯胺包覆磷酸钒钠纳米颗粒分布于石墨烯气凝胶表面。
42.实施例4本实施例公开一种钠离子电池正极材料制备方法，包括以下步骤：s1、制备苯胺-石墨烯气凝胶；将石墨烯分散于去离子水，去离子水质量为石墨烯质量的20倍，超声1h，剥离和分散去离子水中的石墨烯；向石墨烯-水分散液中加入苯胺，超声分散30min，苯胺分散并附着于石墨烯表面；将苯胺均匀附着于石墨烯表面的水分散体系置于反应釜进行水热反应，制得苯胺-石墨烯水凝胶；s1中水热反应的参数如下：反应温度：360℃；反应时间：13小时。
43.将所得苯胺-石墨烯水凝胶冷冻干燥得聚苯胺-石墨烯气凝胶；s1中苯胺-石墨烯水凝胶冷冻干燥得聚苯胺-石墨烯气凝胶的具体过程如下：将苯胺-石墨烯水凝胶置于液氮中冷冻干燥72小时。
44.石墨烯与磷酸钒钠摩尔比为1：7；苯胺与磷酸钒钠摩尔比为1：9。
45.s2、同时向分散于水的苯胺-石墨烯气凝胶中加入作为氧化剂的浓硫酸和分散于水的钒源化合物、磷源化合物和钠源化合物，搅拌下升温至80℃，反应5小时，生成磷酸钒钠凝胶的同时苯胺氧化聚合形成聚苯胺，生成的聚苯胺包覆磷酸钒钠凝胶；其中，将作为钒源化合物的钒酸铵溶解于水，将作为磷源化合物的磷酸铵和作为钠源化合物的硫酸钠共同溶解于水；浓硫酸的规格为98%浓硫酸，硫酸与苯胺的摩尔比为1:100；钒源化合物、磷源化合物和钠源化合物中钒、磷和钠的摩尔比为2：3：3。
46.s3、将经过s2的分散体系转移至聚四氟乙烯反应釜内衬中，加上不锈钢外壳后转移至鼓风恒温干燥箱中，进行高温高压反应，磷酸钒钠分布于负载有聚苯胺的石墨烯气凝胶表面；s3中高温高压反应的参数如下：反应温度：280℃；反应时间：8小时。
47.s4、将s3所得沉淀清洗，烘干，球磨，得聚苯胺-石墨烯气凝胶-磷酸钒钠复合物，聚苯胺包覆磷酸钒钠纳米颗粒分布于石墨烯气凝胶表面。
48.实施例5本实施例公开一种钠离子电池正极材料制备方法，包括以下步骤：s1、制备苯胺-石墨烯气凝胶；
将石墨烯分散于去离子水，去离子水质量为石墨烯质量的20倍，超声1h，剥离和分散去离子水中的石墨烯；向石墨烯-水分散液中加入苯胺，超声分散30min，苯胺分散并附着于石墨烯表面；将苯胺均匀附着于石墨烯表面的水分散体系置于反应釜进行水热反应，制得苯胺-石墨烯水凝胶；s1中水热反应的参数如下：反应温度：370℃；反应时间：14小时。
49.将所得苯胺-石墨烯水凝胶冷冻干燥得聚苯胺-石墨烯气凝胶；s1中苯胺-石墨烯水凝胶冷冻干燥得聚苯胺-石墨烯气凝胶的具体过程如下：将苯胺-石墨烯水凝胶置于液氮中冷冻干燥72小时。
50.石墨烯与磷酸钒钠摩尔比为1：5；苯胺与磷酸钒钠摩尔比为1：8。
51.s2、同时向分散于水的苯胺-石墨烯气凝胶中加入作为氧化剂的浓硫酸和分散于水的钒源化合物、磷源化合物和钠源化合物，搅拌下升温至80℃，反应10小时，生成磷酸钒钠凝胶的同时苯胺氧化聚合形成聚苯胺，生成的聚苯胺包覆磷酸钒钠凝胶；其中，将作为钒源化合物的钒酸铵溶解于水，将作为磷源化合物的磷酸铵和作为钠源化合物的硫酸钠共同溶解于水；浓硫酸的规格为98%浓硫酸，硫酸与苯胺的摩尔比为1:100；钒源化合物、磷源化合物和钠源化合物中钒、磷和钠的摩尔比为2：3：3。
52.s3、将经过s2的分散体系转移至聚四氟乙烯反应釜内衬中，加上不锈钢外壳后转移至鼓风恒温干燥箱中，进行高温高压反应，磷酸钒钠分布于负载有聚苯胺的石墨烯气凝胶表面；s3中高温高压反应的参数如下：反应温度：300℃；反应时间：8小时。
53.s4、将s3所得沉淀清洗，烘干，球磨，得聚苯胺-石墨烯气凝胶-磷酸钒钠复合物，聚苯胺包覆磷酸钒钠纳米颗粒分布于石墨烯气凝胶表面。
54.对比例1本对比例为未改性的磷酸钒钠，将同实施例1至5的钒源化合物、磷源化合物和钠源化合物按照钒、磷和钠的摩尔比为2：3：3的计量溶解混合，进行水热反应，参数如下：反应温度：300℃；反应时间：8小时。
55.将水热反应所得沉淀清洗，烘干，球磨，得未改性磷酸钒钠。
56.对比例2本对比例公开的仅使用石墨烯气凝胶改性的磷酸钒钠的原料加入量比例如下：钒酸铵、磷酸铵和硫酸钠用量按照钒：磷：钠的摩尔比为2：3：3使用；石墨烯与磷酸钒钠摩尔比1：10。
57.具体制备方法如下：s1、制备用于分布磷酸钒钠的石墨烯气凝胶取石墨烯分散于20倍的去离子水中，超声1 h，使石墨烯在水中剥离并充分分散，记作溶液a；将溶液a加入水热釜中，350℃温度下处理12小时，制备出石墨烯水凝胶；将制备出
的石墨烯水凝胶放入液氮中冷冻，冷冻干燥72h，得到高强度的石墨烯气凝胶；s2、在石墨烯气凝胶表面分布磷酸钒钠将钒酸铵溶解到5倍去离子水中，得到溶液b；将磷酸铵与硫酸钠溶解到5倍去离子水中，得到溶液c；将溶液b与溶液c在搅拌下加入到溶液a中，得到溶液d；将溶液d在搅拌下升温至80℃，反应2h，制得分布于石墨烯气凝胶表面的磷酸钒锂凝胶；s3、将经过s2的分散体系转移至聚四氟乙烯反应釜内衬中，加上不锈钢外壳后转移至鼓风恒温干燥箱中，180℃下，反应5h；s4、将上述产物烘干，球磨，得到目标产物石墨烯气凝胶-磷酸钒钠复合物。
58.本发明实施例5所得复合物xrd图谱如图1所示，2θ在a处即15
°
至30
°
范围内的宽峰是无定形聚苯胺所形成的衍射包，此处还包含石墨烯气凝胶的特征峰；在2θ为13
°
、32
°
、49
°
以及54-56
°
处，出现磷酸钒钠晶体（012）、（116）、（226）、（137）和（138）特征峰，本发明所得产物中包含磷酸钒钠以及聚苯胺；为了进一步确定所得复合物的组成，对产物进行tem表征如图2所示，图2中a为对比例2制得产物的tem图，图2中b为实施例5所得产物的tem图，从图2的a和b均清晰的看到石墨烯气凝胶基底的而存在，并且磷酸钒钠晶体分布在石墨烯气凝胶表面，综合图1的xrd数据，本发明制备的产物为聚苯胺-石墨烯气凝胶-磷酸钒钠复合物。且本发明通过加入聚苯胺有效改善材料团聚的问题，形成分散均匀，颗粒较小的磷酸钒钠正极材料。
59.将以上正极应用到钠离子电池，具体组成如下：正极（质量分数）：96%聚苯胺-石墨烯气凝胶-磷酸钒钠复合物，3%粘结剂pvdf，1%分散剂cmc；负极（质量分数）：95%硬碳材料，2%导电剂sp，1%分散剂cmc，2%粘结剂sbr；常规钠电电解液：2mol/l六氟磷酸钠，溶剂组成为体积比为1：1：1的ec、dmc和emc；经过搅拌、涂布、滚压、制片，卷绕、注液、化成，得到2ah的软包成品电池。
60.对得到的全电池测试其倍率放电及循环性能，具体测试方法如下：倍率性能：分别测试实施例1至5以及对比例1和2对应全电池在1c、2c、3c、4c倍率放电容量差异，对比各个倍率放电容量与1c容量差异，评价其正极倍率性能，具体详见图3所示。
61.循环性能：分别测试实施例1至5以及对比例1和2对应全电池循环100周的循环曲线，循环条件为：0.5c充电，1c放电，测试如图4所示。
62.从图3的倍率数据可知，与对比例1中磷酸钒钠相比，本发明提出的复合材料有效提升了倍率性能，对比例2与实施例1至5相比，可知加入聚苯胺包覆限位配合石墨烯气凝胶作为分布基底比单纯的石墨烯气凝胶改性得到的产物倍率性能好。
63.从图4的循环数据可知，对比例1对应全电池循环100周后容量仅剩余84%，循环衰减速度快，寿命短，本发明提出复合材料对应的全电池循环100周后其剩余容量明显高于对比例1和对比例2，其中实施例5的剩余容量可以达到98%，循环寿命较对比例1和对比例2改善显著；进一步分析循环数据可知，在循环的过程中，实施例1至5所对应钠离子电池的循环
数据上下波动小，电化学性能一致性高，其主要原因是，本发明中均匀分散在石墨烯气凝胶表面的纳米颗粒磷酸钒钠缩短嵌钠路径，同时辅助石墨烯气凝胶及聚苯胺两导电物质，进一步提升复合材料的导电子能力；聚苯胺伴随磷酸钒钠凝胶的同步形成配合高温高压的生长条件，磷酸钒钠颗粒在聚苯胺的均匀分布下形成限位或者模板化，负载于石墨烯气凝胶的磷酸钒钠颗粒粒径均匀，提升材料的一致性，应用于钠电池，钠离子电池电化学性能一致性高；本发明提出的聚苯胺-石墨烯气凝胶-磷酸钒钠复合物应用于钠离子电池可有效提高循环性能和倍率性能。