一種核‑殼結構的焦磷酸鈷鈉/碳正極複合材料、製備及其應用的製作方法

2023-05-03 06:26:02 1

本發明屬於鈉離子電池領域，具體涉及一種鈉離子電池正極複合材料及其製備方法。

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採和利用，化石能源日趨緊張，環境汙染日益嚴重。因此，開發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，電網的正常運行需要穩定連續的發電，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模的應用和普及。為了解決該問題，大規模儲電技術成為了一個重要的研究領域。其中，二次電池由於具有較高的能量密度和轉化效率，成為了大規模儲電的優先選擇，而循環壽命長且具有高能量密度的鋰離子電池被認為是極具有前途的二次電池。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模的應用，但隨著鋰離子電池的不斷進步與發展，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模發展及應用。因此開發一種價格低廉、可持續發展的電池體系迫在眉睫。

鈉和鋰位於同一主族，具有相似的物理和化學性質，且鈉資源儲量豐富，可以不斷的從海水中提取。雖然相比於鋰而言，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，勢必會成為後鋰時代最重要的發展方向之一。

正極材料是鈉離子電池發展的關鍵，但存在電壓平臺低、比容量不高以及壽命欠佳等問題，開發高電壓、高比容量和良好穩定性的正極材料尤為關鍵。聚陰離子型na2cop2o7具有穩定的三維結構、循環壽命優良、且具備較高的放電平臺等優勢，但材料製備困難、雜相多、形貌難以控制。

技術實現要素：

本發明第一目的在於提供一種具有核-殼結構的焦磷酸鈷鈉/碳正極複合材料(本發明也標記為na2cop2o7@c；或na2cop2o7/c)。

本發明第二目的在於提供一種核-殼結構的焦磷酸鈷鈉/碳正極複合材料的製備方法，旨在提供一種工藝簡單、重複性好、成本低廉、環境友好的製備方法。

本發明第三目的在於提供所述的正極複合材料的在鈉離子電池領域的應用，旨在通過所述形貌的正極材料，提升鈉離子電池的電化學性能。

一種核-殼結構的焦磷酸鈷鈉/碳正極複合材料，核的材料為焦磷酸鈷鈉；殼層的材料為碳或氮摻雜碳。

本發明所述的核-殼結構的正極複合材料，所述的核與殼之間留有間隙或包覆貼合。

作為優選，所述的殼層包覆在所述的核的表面。

作為優選，所述的正極複合材料整體呈球形或類球形。

本發明優選的正極複合材料，所述的核優選為球型或類球形；所述的殼層同樣優選為球型或類球形；所述的核與殼呈優選成同心球狀。本發明所述的球形，可以為圓球性、橢球性等。

本發明優選的球形正極複合材料具有較高的比容量，有利於鈉離子均勻的從各個方向嵌入，有利於材料的結構穩定性。此外，在材料表面包覆有碳或氮摻雜碳材料，有利於其導電性的提高，進而提高其電化學性能。

作為優選，所述的正極複合材料粒徑為100-1000nm。

作為優選，所述的正極複合材料的比表面積為10-300m2/g；進一步優選為50-200m2/g。

作為優選，殼層厚度為5-100nm；進一步優選為10-80nm；最優選為20-50nm。

本發明還提供了一種所述的核-殼結構的焦磷酸鈷鈉/碳正極複合材料的製備方法，將包含鈷源、鈉源、磷源和碳源的混合液噴霧乾燥得前驅體；前驅體燒結處理得到所述的正極複合材料。

通過本發明方法，通過噴霧乾燥方式，可一步合成具有所述的同心球形貌的正極複合材料。

作為優選，按co、na、p摩爾比為1∶2∶2的比例將鈷源、鈉源、磷源混合。

本發明一種優選的na2cop2o7/c正極複合材料的製備方法，將鈷源、鈉源，磷源按照計量比分別溶解於去離子水中，之後加入一定質量的碳源於上述溶液中。攪拌均勻後用噴霧乾燥機進行噴霧乾燥得到前驅體，最後對前驅體進行燒結，得到碳包覆的同心球狀鈉離子電池複合正極材料na2cop2o7@c。

本發明先將鈷源、鈉源磷源和碳源溶解在水中，經過噴霧乾燥製得同心球狀前驅體；隨後在一定溫度下燒結，製得的同心球狀結構正極複合材料粒度均勻、比表面積大、導電性好。將製得的材料作為鈉離子電池正極，可表現出高充放電比容量、良好倍率性能和循環穩定性能。此外，本發明方法工藝簡單、重複性好、成本低廉、環境友好。

本發明中，採用所述的鈷源、鈉源、磷源和碳源溶解/或分散在水中，隨後將該碳源溶液進行噴霧乾燥得到同心球狀前驅體。最後將前驅體煅燒得到同心球狀的na2cop2o7/c正極複合材料。

所述鈷源優選為可在水溶液中溶解、並可電離釋放出co2+的化合物。

作為優選，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。

進一步優選，所述的鈷源為氯化鈷，乙酸鈷，硝酸鈷的一種。

所述鈉源優選為可在水溶液中溶解、並可電離釋放出na+的化合物。

作為優選，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。

進一步優選，所述鈉源為碳酸鈉，碳酸氫鈉中的一種。

所述鈷源優選為可在水溶液中溶解、並可電離釋放出po43-的化合物。

作為優選，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。

進一步優選，所述的磷源為磷酸氫二銨、磷酸二氫銨中一種。

所述的碳源包含碳，或者包含碳和氮。其中，採用包含碳和氮的碳源，有助於製得氮摻雜碳的殼層。

作為優選，所述的碳源為檸檬酸、抗壞血酸、葡萄糖、蔗糖、多巴胺、吡咯、尿素、果膠中的至少一種。

進一步優選，所述的碳源為多巴胺、尿素、果膠，吡咯的至少一種。

作為優選，所述混合液中，co2+濃度為0.1-30mol/l；na+濃度為0.2-60mol/l；

po43-濃度為0.2-60mol/l。該優選的濃度範圍內製備的材料粒度更均勻。濃度過高、材料團聚現象嚴重，濃度過低，則材料產率過低。

進一步優選，所述的混合液中，co2+濃度為0.1-20mol/l；na+濃度為0.2-40mol/l；po43-濃度為0.2-40mol/l。

更進一步優選，所述的混合液中，co2+濃度為0.5-10mol/l；na+濃度為1-20mol/l；po43-濃度為1-20mol/l。

作為優選，加入的碳源與合成的na2cop2o7的質量比為0.05-0.2∶1。碳源佔比過低，則不能均勻的包覆在材料表面；佔比過高，則碳含量過高，不利於材料的比容量。

進一步優選，加入的碳源與na2cop2o7的質量比為0.1-0.2∶1。

對噴霧乾燥過程中的參數進行控制，有助於製得具有良好性能的正極複合材料。

作為優選，噴霧乾燥過程中，待噴霧的混合液的溫度為150-200℃；混合液的流量為300-500ml/h；進氣壓力為0.2-1mpa；噴嘴出口的溫度80-140℃。

作為優選，噴霧乾燥過程的噴頭附近溫度(入口溫度)為150-200℃，出口溫度80-140℃，混合液的流量為300-500ml/h，進氣壓力為0.2-1mpa。在該條件下，製得的材料粒度更加均勻，形貌均一性好，產率更高。

進一步優選，噴頭附近溫度(入口溫度)為160-190℃，出口溫度90-120℃，混合液流量為350-450ml/h，進氣壓力0.4-0.8mpa。

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、或氬氣-氫氣混合氣氛。

作為優選，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。

作為優選，燒結過程的溫度為600℃-800℃。

本發明中，在前述的噴霧乾燥條件下，再配合所述的燒結溫度，可使製得的同心球狀正極複合材料的粒度均勻、產率高、雜質少、振實密度高、導電性好，通過本發明方法可使na2cop2o7材料電化學性能得到顯著提高。

進一步優選，燒結溫度為650-750℃；最優選為650-700℃。

燒結過程的升溫速率為1-20℃/min。在該優選的升溫速率更有利於保證複合材料形貌結構的規整性。

進一步優選，燒結過程的升溫速率為5-15℃/min。

在所述的燒結溫度下，優選的燒結時間為2-10h；進一步優選為2-6h。

燒結後的產物經過洗滌、乾燥即製得所述的正極複合材料。

本發明一種優選的鈉離子電池正極複合材料的製備方法，包括以下步驟：

步驟(a)：按co、na、p摩爾比為1∶2∶2的比例將鈷源、鈉源、磷源溶於水中配置得到co2+、na+、po43-濃度分別0.5-10mol/l、1-20mol/l、1-20mol/l的溶液；之後加入碳源，碳源的質量為na2cop2o7的10％-20％；

步驟(b)：將步驟(a)製得的溶液進行噴霧乾燥，噴頭附近溫度(入口溫度)160-190℃，出口溫度為90-120℃，混合液流量為350-450ml/h，進氣壓力為0.4-0.8mpa，最後得到前驅體；

步驟(c)：將步驟(b)製得的前驅體在保護氣氛下進行燒結，燒結溫度為650-700℃，燒結時間為2-6h，升溫速率為5-15℃/min；燒結產物經洗滌、乾燥得到na2cop2o7/c正極複合材料。

本發明還包括一種所述的製備方法製得的核-殼結構的焦磷酸鈷鈉/碳正極複合材料，核的材料為焦磷酸鈷鈉；殼層的材料為碳或氮摻雜碳。

作為優選，所述的核為球型，所述的殼層包覆在所述球型的核表面；形成整體呈球型的同心球狀正極複合材料。

本發明還提供了一種所述的核-殼結構的焦磷酸鈷鈉/碳正極複合材料的應用，將該正極複合材料用作鈉離子正極材料。

作為優選，所述的應用，將其應用於製備鈉離子電池正極。本發明的技術方案帶來的有益效果：

1)本發明所述的正極複合材料具有同心球或者類同心球結構，該同心球材料結構穩定，形貌規整，有利於避免團聚現象的發生，提高體積密度，實現高體積能量密度的鈉離子電池；研究表明，本發明所述的正極複合材料在高電流密度下具有優異的循環性能。

2)本方法與傳統的方法相比增加了噴霧乾燥的過程，通過該方法製備的材料粒度均勻、產率高、雜質少、振實密度高、導電性好。將該na2cop2o7/c複合材料用作鈉離子電池的正極，具有優良的電化學性能。

3)本方法優選的碳源為含氮碳源，與傳統的碳源相比，含氮碳源更能形成一種良好的導電網絡，導電性更好。

4)本發明製備方法中，通過所述的鈷源、鈉源、磷源、碳源與na2cop2o7的重量比，可將複合材料表面包覆的碳材料厚度控制在合適的範圍內，進而明顯提升製得的正極材料的電化學性能。

5)本發明的製備材料來源廣泛，方法操作簡單可靠，重複性好、可操作性強、環境友好、成本低廉，具有廣闊的工業化應用前景。

附圖說明

圖1為實施例1製得的鈉離子電池正極複合材料的掃描電鏡圖(sem)

圖2為實施例1製得的鈉離子電池正極複合材料的透射電鏡圖(tem)；

圖3為實施例1製得的鈉離子電池正極複合材料的放電循環曲線。

具體實施方式

以下實施例旨在對本發明內容做進一步詳細說明；而本發明權利要求的保護範圍不受實施例限制。

實施例1

分別稱取0.01mol硝酸鈷、0.01mol碳酸鈉和0.02mol的磷酸氫二銨溶於50ml去離子水中，之後加入0.3g多巴胺於上述溶液中，攪拌形成均勻溶液，將所述水溶液進行噴霧乾燥，設置噴霧乾燥機噴頭附近溫度為180℃，出口溫度為120℃，混合液流量為400ml/h，進氣壓力0.6mpa得到前驅體。最後將上述前驅體在氬氣氣氛下，650℃燒結3h，升溫速度10℃/min。最後將產物進行清洗、乾燥。得到最終產品(正極複合材料)；得到的樣品比表面積為196m2/g。製得的產品的sem圖見圖1；由圖1獲知，通過噴霧乾燥法+熱處理最終獲得了形貌較好的同心球狀na2cop2o7/c材料，粒度為180nm。製得的樣品的tem圖(圖2)；由圖2、可知，本實施例製得的正極複合材料中，殼層的厚度約為20nm。

採用本實施例製備的正極複合材料為工作電極，鈉為對電極，組裝成扣式電池，在2.5c的電流密度下，測試電化學性能。圖3為本實施例製得的正極複合材料在電流密度2.5c的放電比容量與循環效率數據。

由圖3測試結果可知，本例製備的鈉電正極具有良好的電化學性能；在2.5c的電流密度下，比容量達到68mah/g，電壓平臺達到3v，循環30圈後無明顯衰減，循環100圈仍能保持50mah/g的比容量。

實施例2

分別稱取0.01mol氯化鈷、0.01mol草酸鈉和0.02mol的磷酸氫二銨溶於15ml去離子水中，之後加入0.2g吡咯於上述溶液中，攪拌形成均勻溶液，將所述水溶液進行噴霧乾燥，設置噴霧乾燥機噴頭附近溫度為160℃，出口溫度為100℃，混合液流量為400ml/h，進氣壓力0.5mpa，得到前驅體。最後將上述前驅體在氬氣氣氛下，650℃燒結6h，升溫速度5℃/min。最後將產物進行清洗、乾燥。得到最終產品(正極複合材料)；得到的樣品比表面積為256m2/g。樣品粒度為300nm。本實施例製得的正極複合材料中，殼層的厚度約為50nm。

採用本實施例製備的正極複合材料為工作電極，鈉為對電極，組裝成扣式電池，在2.5c的電流密度下，測試電化學性能。本例製備的鈉電正極具有良好的電化學性能；在2.5c的電流密度下，比容量達到66mah/g，電壓平臺達到3v，循環30圈後無明顯衰減，循環100圈仍能保持48mah/g的比容量。

實施例3

分別稱取0.01mol氯化鈷、0.02mol乙酸鈉和0.02mol的磷酸氫二銨溶於100ml去離子水中，之後加入0.15g抗壞血酸於上述溶液中，攪拌形成均勻溶液，將所述水溶液進行噴霧乾燥，設置噴霧乾燥機噴頭附近溫度為200℃，出口溫度為80℃，混合液流量為500ml/h，進氣壓力0.2mpa得到前驅體。最後將上述前驅體在氬氣氣氛下，800℃燒結8h，升溫速度5℃/min。最後將產物進行清洗、乾燥。得到最終產品(正極複合材料)；得到的樣品比表面積為135m2/g。樣品粒度為900nm。本實施例製得的正極複合材料中，殼層的厚度約為50nm。

採用本實施例製備的正極複合材料為工作電極，鈉為對電極，組裝成扣式電池，在2.5c的電流密度下，測試電化學性能。本例製備的鈉電正極具有良好的電化學性能；在2.5c的電流密度下，比容量達到65mah/g，電壓平臺達到3v，循環30圈後無明顯衰減，循環100圈仍能保持47mah/g的比容量。

實施例4

分別稱取0.01mol乙酸鈷、0.02mol硝酸鈉和0.02mol的磷酸溶於80ml去離子水中，之後加入0.5g葡萄糖於上述溶液中，攪拌形成均勻溶液，將所述水溶液進行噴霧乾燥，設置噴霧乾燥機噴頭附近溫度為150℃，出口溫度為100℃，混合液流量為300ml/h，進氣壓力0.9mpa。最後將上述前驅體在氫氬氣氛下，600℃燒結4h，升溫速度20℃/min。最後將產物進行清洗、乾燥。得到最終產品(正極複合材料)；得到的樣品比表面積為156m2/g。樣品粒度為200nm。本實施例製得的正極複合材料中，殼層的厚度約為80nm。

採用本實施例製備的正極複合材料為工作電極，鈉為對電極，組裝成扣式電池，在2.5c的電流密度下，測試電化學性能。本例製備的鈉電正極具有良好的電化學性能；在2.5c的電流密度下，比容量達到60mah/g，電壓平臺達到3v，循環30圈後無明顯衰減，循環100圈仍能保持45mah/g的比容量。

實施例5

分別稱取0.05mol氯化鈷、0.05mol碳酸鈉和0.1mol的磷酸氫二銨溶於20ml去離子水中，之後加入2g尿素於上述溶液中，攪拌形成均勻溶液，將所述水溶液進行噴霧乾燥，設置噴霧乾燥機噴頭附近溫度為190℃，出口溫度為90℃，混合液流量為480ml/h，進氣壓力1mpa，得到前驅體。最後將上述前驅體在氬氣氣氛下，650℃燒結6h，升溫速度5℃/min。最後將產物進行清洗、乾燥。得到最終產品(正極複合材料)；得到的樣品比表面積為256m2/g。樣品粒度為650nm。本實施例製得的正極複合材料中，殼層的厚度約為70nm。

採用本實施例製備的正極複合材料為工作電極，鈉為對電極，組裝成扣式電池，在2.5c的電流密度下，測試電化學性能。本例製備的鈉電正極具有良好的電化學性能；在2.5c的電流密度下，比容量達到60mah/g，電壓平臺達到3v，循環30圈後無明顯衰減，循環100圈仍能保持41mah/g的比容量。

對比例1

分別稱取0.01mol硝酸鈷、0.01mol草酸鈉和0.02mol的磷酸氫二銨溶於200ml去離子水中，之後加入2g葡萄糖於上述溶液中，攪拌形成均勻溶液，將所述水溶液進行噴霧乾燥，設置噴霧乾燥機噴頭附近溫度為160℃，出口溫度為100℃，混合液流量為300ml/h，進氣壓力0.5mpa，得到前驅體。最後將上述前驅體在氬氣氣氛下，500℃燒結6h，升溫速度5℃/min。最後將產物進行清洗、乾燥。得到最終產品(正極複合材料)；得到的樣品比表面積為256m2/g。樣品粒度為250nm。本實施例製得的正極複合材料中，殼層的厚度約為90nm。

採用本實施例製備的正極複合材料為工作電極，鈉為對電極，組裝成扣式電池，在2.5c的電流密度下，測試電化學性能。本例製備的鈉電正極電化學性能較差；在2.5c的電流密度下，比容量達到45mah/g，電壓平臺達到3v，循環30圈後，僅保持30mah/g的比容量。本次製備的樣品因為燒結溫度較低，碳源含量過高，導致樣品非活性物質較多，比容量較低。

對比例2

分別稱取0.01mol氯化鈷、0.01mol草酸鈉和0.02mol的磷酸氫二銨溶於15ml去離子水中，攪拌形成均勻溶液，將所述水溶液進行噴霧乾燥，設置噴霧乾燥機噴頭附近溫度為160℃，出口溫度為140℃，混合液流量為450ml/h，進氣壓力1mpa得到前驅體。最後將上述前驅體在氬氣氣氛下，650℃燒結5h，升溫速度5℃/min。最後將產物進行清洗、乾燥。得到最終產品(正極複合材料)；得到的樣品比表面積為256m2/g。製得的樣品的粒度為300nm。

採用本實施例製備的正極複合材料為工作電極，鈉為對電極，組裝成扣式電池，在2.5c的電流密度下，測試電化學性能。本例製備的鈉電正極電化學性能較差；在2.5c的電流密度下，比容量達到38mah/g，電壓平臺達到3v，循環30圈後，僅能保持20mah/g的比容量。本次製備的材料因為沒有加入碳源，導致材料導電性太差，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的磷酸氫二銨溶於15ml去離子水中，之後加入0.4g葡萄糖於上述溶液中，攪拌形成均勻溶液，將所述水溶液進行噴霧乾燥，設置噴霧乾燥機噴頭附近溫度為160℃，出口溫度為100℃，混合液流量為300ml/h，進氣壓力0.5mpa得到前驅體。最後將上述前驅體在氬氣氣氛下，1000℃燒結8h，升溫速度5℃/min。最後將產物進行清洗、乾燥。得到最終產品(正極複合材料)；得到的樣品本次製備的樣品燒結溫度過高，超過了物質的熔點，樣品不能製成粉末，無法測試其電化學性能。

對比例4

分別稱取0.01mol氯化鈷、0.01mol草酸鈉和0.02mol的磷酸氫二銨溶於15ml去離子水中，之後加入0.15g檸檬酸於上述溶液中，攪拌形成均勻溶液，將所述水溶液進行噴霧乾燥，設置噴霧乾燥機噴頭附近溫度為250℃，出口溫度為100℃，混合液流量為300ml/h，進氣壓力1.5mpa，得到前驅體。最後將上述前驅體在氬氣氣氛下，650℃燒結6h，升溫速度5℃/min。最後將產物進行清洗、乾燥。得到最終產品(正極複合材料)；由於噴霧乾燥過程中進氣壓力過大，入口溫度過高，導致材料破碎嚴重，沒有形成球狀。

採用本實施例製備的正極複合材料為工作電極，鈉為對電極，組裝成扣式電池，在2.5c的電流密度下，測試電化學性能。本例製備的鈉電正極在2.5c的電流密度下，比容量僅為39mah/g，電壓平臺3v，材料衰減嚴重，循環30圈後僅能保持28mah/g的比容量。

對比例5

分別稱取0.01mol氯化鈷、0.01mol草酸鈉和0.02mol的磷酸氫二銨溶於15ml去離子水中，之後加入0.25g吡咯於上述溶液中，攪拌形成均勻溶液，將所述水溶液進行噴霧乾燥，設置噴霧乾燥機噴頭附近溫度為160℃，出口溫度為50℃，混合液流量為600ml/h，進氣壓力0.5mpa，得到前驅體。最後將上述前驅體在氬氣氣氛下，650℃燒結6h，升溫速度5℃/min。最後將產物進行清洗、乾燥。得到最終產品(正極複合材料)；由於本次噴霧乾燥中出口風溫過低，流量過大，導致材料含水量高，材料產率低，形貌不規整。

採用本實施例製備的正極複合材料為工作電極，鈉為對電極，組裝成扣式電池，在2.5c的電流密度下，測試電化學性能。本例製備的鈉電正極在2.5c的電流密度下，比容量達到33mah/g，電壓平臺達到3v，循環30圈後衰減嚴重，僅能保持22mah/g的比容量。

對比例6

分別稱取0.01mol硝酸鈷、0.01碳酸鈉和0.02mol的磷酸氫二銨溶於15ml去離子水中，之後加入0.2g多巴胺於上述溶液中，攪拌形成均勻溶液，將所述水溶液進行噴霧乾燥，設置噴霧乾燥機噴頭附近溫度為120℃，出口溫度為100℃，混合液流量為250ml/h，進氣壓力0.1mpa，得到前驅體。最後將上述前驅體在氬氣氣氛下，650℃燒結6h，升溫速度5℃/min。最後將產物進行清洗、乾燥。得到最終產品(正極複合材料)；本例製備的材料由於入口風溫過低，流量過少，進氣壓力太小，導致材料乾燥不均勻，燒結未能得到球狀和類球狀材料。

採用本實施例製備的正極複合材料為工作電極，鈉為對電極，組裝成扣式電池，在2.5c的電流密度下，測試電化學性能。本例製備的鈉電正極在2.5c的電流密度下，比容量達到31mah/g，電壓平臺達到3v，循環30圈衰減嚴重，僅能保持18mah/g的比容量。

對比例7

分別稱取0.01mol氧化鈷、0.01mol草酸鈉和0.02mol的磷酸氫二銨溶於15ml去離子水中，之後加入0.3g抗壞血酸於上述懸濁液中，攪拌，將所述混合液進行噴霧乾燥，設置噴霧乾燥機噴頭附近溫度為160℃，出口溫度為100℃，混合液流量為300ml/h，進氣壓力0.5mpa，得到前驅體。最後將上述前驅體在氬氣氣氛下，650℃燒結6h，升溫速度5℃/min。最後將產物進行清洗、乾燥。由於氧化鈷不溶於水，所述懸濁液噴霧乾燥過程中會出現一定的堵塞，導致材料混合不均勻，乾燥效果差，燒結得到的材料雜質較多，粒度不均勻，碳包覆效果差。

採用本實施例製備的正極複合材料為工作電極，鈉為對電極，組裝成扣式電池，在2.5c的電流密度下，測試電化學性能。本例製備的鈉電正極在2.5c的電流密度下，比容量達到28mah/g，電壓平臺達到3v，循環30圈後衰減明顯，僅仍能保持17mah/g的比容量。