正极活性材料及其制备方法和应用

技术领域

本申请涉及钠离子电池技术领域，特别是涉及一种正极活性材料及其制备方法和应用。

背景技术

硫酸亚铁钠作为钠离子二次电池正极活性材料，具有原料价格低廉、环境友好、高安全性等特点。然而，硫酸亚铁钠的本征电子电导率和离子电导率不高。传统的基于硫酸亚铁钠的钠离子电池的正极活性材料的倍率性能较低。

发明内容

基于此，有必要提供一种正极活性材料及其制备方法和应用。本申请的正极活性材料具有较高的倍率性能。

第一方面，本申请提供一种正极活性材料，包括气相生长碳纤维和硫酸亚铁钠，所述硫酸亚铁钠附着于所述气相生长碳纤维的表面上；所述气相生长碳纤维的直径为0.5μm~3μm。

在其中一些实施方式中，所述硫酸亚铁钠的粒径为0.214μm~2.56μm。

在其中一些实施方式中，所述硫酸亚铁钠具有如下化学通式：Na

在其中一些实施方式中，所述气相生长碳纤维和所述硫酸亚铁钠的质量比为（0.5~5）:1。

第二方面，本申请提供一种正极活性材料的制备方法，包括如下步骤：

提供气相生长碳纤维、亚铁源和钠源，所述气相生长碳纤维的直径为0.5μm~3μm；

将所述气相生长碳纤维、所述亚铁源和所述钠源于碱性溶液中混合并加热，制备制得硫酸亚铁钠@气相生长碳纤维前驱体；

将所述硫酸亚铁钠@气相生长碳纤维前驱体于保护气体氛围下煅烧，制备得到硫酸亚铁钠@气相生长碳纤维正极活性材料。

在其中一些实施方式中，将所述气相生长碳纤维、所述亚铁源和所述钠源于碱性溶液中混合并加热之前还包括：

将所述气相生长碳纤维于酸液中进行改性处理，得到改性气相生长碳纤维。

在其中一些实施方式中，将所述气相生长碳纤维、所述亚铁源和所述钠源于碱性溶液中混合并加热包括如下步骤：

对所述改性气相生长碳纤维与分散介质进行分散处理，得到分散液；

将所述分散液、所述亚铁源和所述钠源于碱性溶液中混合，得到混合液；

对所述混合液进行加热处理。

在其中一些实施方式中，所述改性气相生长碳纤维和所述分散介质混合的质量比为1:（2~5）。

在其中一些实施方式中，所述混合液的pH值为10~11。

在其中一些实施方式中，所述加热处理的温度为200℃~250℃。

在其中一些实施方式中，所述加热处理的时间为5h~8h。

在其中一些实施方式中，所述煅烧的温度为350℃~390℃。

在其中一些实施方式中，所述煅烧的时间为12h~17h。

第三方面，本申请提供一种正极极片，包括集流体和位于所述集流体至少一个表面之上的活性层，所述活性层包括上述任一项所述的正极活性材料或者上述任一项所述的正极活性材料的制备方法所制备的正极活性材料。

第四方面，本申请提供一种钠离子电池，包括上述的正极极片。

上述正极活性材料包括气相生长碳纤维和硫酸亚铁钠，气相生长碳纤维的直径为0.5μm~3μm。相较于其他碳材料，气相生长碳纤维具有较大的直径，能够得到硫酸亚铁钠附着于气相生长碳纤维的表面上的正极活性材料结构。气相生长碳纤维具有优异的电、热传导能力，气相生长碳纤维和硫酸亚铁钠的复合正极活性材料能够具有较好的导电性能。同时，气相生长碳纤维具有中空多管壁的微结构，该微结构使得正极活性材料能够吸纳更多的电解液，使得钠离子能够顺利快速地嵌入或脱嵌，以实现正极活性材料较高的倍率性能。

附图说明

图1为本申请一实施例提供的正极活性材料的电镜图；

图2为本申请实施例1和对比例1中的正极活性材料的XRD图；

图3为本申请实施例1、对比例1中电池的首圈电化学充放电曲线图；

图4为本申请实施例2、对比例1中电池的首圈电化学充放电曲线图；

图5为本申请实施例3、对比例1中电池的首圈电化学充放电曲线图；

图6为本申请实施例4、对比例1中电池的首圈电化学充放电曲线图；

图7为本申请实施例5、对比例1中电池的首圈电化学充放电曲线图；

图8为本申请实施例6、对比例1中电池的首圈电化学充放电曲线图；

图9为本申请实施例7、对比例1中电池的首圈电化学充放电曲线图；

图10为本申请实施例8、对比例1中电池的首圈电化学充放电曲线图；

图11为本申请实施例9、对比例1中电池的首圈电化学充放电曲线图。

具体实施方式

为使本申请的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面对本申请的具体实施方式做详细的说明。在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本申请。但是本申请能够以很多不同于在此描述的其它方式来实施，本领域技术人员可以在不违背本申请内涵的情况下做类似改进，因此本申请不受下面公开的具体实施例的限制。

除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本申请的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本申请的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本申请。本文所使用的术语“和／或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。

参照图1所示，本申请一实施例提供了一种正极活性材料，包括气相生长碳纤维和硫酸亚铁钠，硫酸亚铁钠附着于气相生长碳纤维的表面上；所述气相生长碳纤维的直径为0.5μm~3μm。

上述正极活性材料包括气相生长碳纤维和硫酸亚铁钠，气相生长碳纤维的直径为0.5μm~3μm。相较于其他碳材料，气相生长碳纤维具有较大的直径，能够得到硫酸亚铁钠附着于气相生长碳纤维的表面上的正极活性材料结构。气相生长碳纤维具有优异的电、热传导能力，气相生长碳纤维和硫酸亚铁钠的复合正极活性材料能够具有较好的导电性能。同时，气相生长碳纤维具有中空多管壁的微结构，该微结构使得正极活性材料能够吸纳更多的电解液，使得钠离子能够顺利快速地嵌入或脱嵌，以实现正极活性材料较高的倍率性能。

进一步地，气相生长碳纤维还具有较好的导热性能，能够提高正极活性材料的导热系数，利于电池的正极极片的散热。

需要说明的是，其他碳材料，例如碳纳米管、炭黑、石墨烯等，并不能够实现本申请中正极活性材料中类似的效果。示例性地，以碳纳米管为例，碳纳米管的直径一般为5nm~11nm，长度为5μm~30μm。气相生长碳纤维的长度为1μm~15μm，气相生长碳纤维相较于碳纳米管来说，具有较长的直径，能够给硫酸亚铁钠提供更多的有效使用面积。其他碳材料并不能够实现本申请中硫酸亚铁钠附着于气相生长碳纤维的正极活性材料结构。

可选地，气相生长碳纤维的直径为0.5μm、0.6μm、0.7μm、0.8μm、0.9μm、1μm、1.1μm、1.2μm、1.3μm、1.4μm、1.5μm、1.6μm、1.7μm、1.8μm、1.9μm、2μm、2.1μm、2.2μm、2.3μm、2.4μm、2.5μm、2.6μm、2.7μm、2.8μm、2.9μm或3μm。或者，气相生长碳纤维的直径也可以在上述任意两个直径之间的范围内。

可选地，气相生长碳纤维的长度为1μm、2μm、3μm、4μm、5μm、6μm、7μm、8μm、9μm、10μm、11μm、12μm、13μm、14μm或15μm。或者，气相生长碳纤维的长度也可以在上述任意两个长度之间的范围内。

在其中一些实施方式中，气相生长碳纤维的长径比为（1~90）:3。可选地，气相生长碳纤维的长径比为1:3、2:3、3:3、5:3、7:3、9:3、10:3、15:3、18:3、20:3、22:3、25:3、18:3、30:3、32:3、35:3、38:3、40:3、42:3、45:3、48:3、50:3、52:3、55:3、58:3、60:3、62:3、65:3、68:3、70:3、72:3、75:3、78:3、80:3、81:3、82:3、83:3、84:3、85:3、86:3、87:3、88:3、89:3或90:3。或者，气相生长碳纤维的长径比也可以在上述任意两个长径比之间的范围内。

进一步地，气相生长碳纤维具有较大的长径比，且其为具有较高强度的纤维状材料，能够提供较多的粘接点位。使用该正极活性材料制备正极极片时，能够使得正极活性材料的颗粒和集流体之间的粘接力较强，粘接效果更好，使得正极极片在弯曲时不易破裂。

在其中一些实施方式中，硫酸亚铁钠具有如下化学通式：Na

可选地，x为1.2、1.21、1.22、1.23、1.24、1.25、1.26、1.27、1.28、1.29、1.3、1.31、1.32、1.33、1.34、1.35、1.36、1.37、1.38、1.39、1.4、1.41、1.42、1.43、1.44、1.45、1.46、1.47、1.48、1.49或1.5。或者，x也可以在上述任意两个数值之间的范围内。可选地，y为1、1.01、1.02、1.03、1.04、1.05、1.06、1.07、1.08、1.09、1.1、1.11、1.12、1.13、1.14、1.15、1.16、1.17、1.18、1.19或1.2。或者，y也可以在上述任意两个数值之间的范围内。

在其中一些实施方式中，气相生长碳纤维和硫酸亚铁钠的质量比为（0.5~5）:1。在上述气相生长碳纤维和硫酸亚铁钠的质量比的范围内，能够实现硫酸亚铁钠对气相生长碳纤维的表面较好的附着效果，使得正极活性材料具有较高的可逆容量。可选地，气相生长碳纤维和硫酸亚铁钠的质量比为0.5:1、0.8:1、1:1、1.2:1、1.5:1、1.8:1、2:1、2.2:1、2.5:1、2.8:1、3:1、3.2:1、3.5:1、3.8:1、4:1、4.2:1、4.5:1、4.8或5:1。或者，气相生长碳纤维和硫酸亚铁钠的质量比也可以在上述任意两个质量比之间的范围内。

在其中一些实施方式中，硫酸亚铁钠的粒径为0.214μm~2.56μm。

在该硫酸亚铁钠的粒径范围内，硫酸亚铁钠在气相生长碳纤维表面的附着效果较好。可选地，硫酸亚铁钠的粒径为0.214μm、0.25μm、0.28μm、0.3μm、0.35μm、0.4μm、0.45μm、0.5μm、0.55μm、0.6μm、0.65μm、0.7μm、0.8μm、0.9μm、1μm、1.1μm、1.2μm、1.3μm、1.4μm、1.5μm、1.6μm、1.7μm、1.8μm、1.9μm、2μm、2.05μm、2.1μm、2.15μm、2.2μm、2.25μm、2.3μm、2.35μm、2.4μm、2.45μm、2.48μm、2.5μm、2.52μm、2.53μm、2.54μm、2.55μm或2.56μm。或者，硫酸亚铁钠的粒径也可以在上述任意两个粒径之间的范围内。

本申请又一实施例提供一种正极活性材料的制备方法，包括如下步骤：

提供气相生长碳纤维、亚铁源和钠源，气相生长碳纤维的直径为0.5μm~3μm；

将气相生长碳纤维、亚铁源和钠源于碱性溶液中混合并加热，制备得到硫酸亚铁钠@气相生长碳纤维前驱体；

将硫酸亚铁钠@气相生长碳纤维前驱体于保护气体氛围下煅烧，制备得到硫酸亚铁钠@气相生长碳纤维正极活性材料。

在其中一些实施方式中，钠源包括硫酸钠、碳酸钠和氢氧化钠中的至少一种。

在其中一些实施方式中，亚铁源包括七水硫酸亚铁、五水硫酸亚铁和硫酸亚铁中的至少一种。

在其中一些实施方式中，将气相生长碳纤维、亚铁源和钠源于碱性溶液中混合并加热之前还包括：

将气相生长碳纤维于酸液中进行改性处理，得到改性气相生长碳纤维。

使用酸液对气相生长碳纤维进行改性处理，能够在气相生长碳纤维的不可逆容量损失较小的情况下，使得气相生长碳纤维能够具有较好的分散效果，进而能够实现硫酸亚铁钠粒子在气相生长碳纤维上较好的附着效果。同时，将硫酸亚铁钠粒子附着于改性的气相生长碳纤维的表面上时，能够对酸液处理时于气相生长碳纤维的表面引入的表面缺陷进行修复，同时还能够对酸液处理时于气相生长碳纤维表面引入的官能团进行去除，进而增加改性气相生长碳纤维的可逆克容量，从而得到克容量较高的正极活性材料。进一步地，使用酸液对气相生长碳纤维进行改性处理形成的缺陷能够提供给硫酸亚铁钠更多的负载点位，使得硫酸亚铁钠的晶格更加稳定，以使得正极活性材料同时具有较好的倍率性能和克容量。

在其中一些实施方式中，酸液包括硝酸、硫酸和过氧化氢中的至少一种。

在其中一些实施方式中，酸液中硫酸的浓度为4mol/L~6mol/L。可选地，酸液中硫酸的浓度为4mol/L、4.2mol/L、4.4mol/L、4.6mol/L、4.8mol/L、5mol/L、5.2mol/L、5.4mol/L、5.6mol/L、5.8mol/L或6mol/L。或者，酸液中硫酸的浓度也可以在上述任意两个浓度之间的范围内。

在其中一些实施方式中，酸液中过氧化氢的浓度为5mol/L~7mol/L。可选地，酸液中过氧化氢的浓度为5mol/L、5.2mol/L、5.4mol/L、5.6mol/L、5.8mol/L、6mol/L、6.2mol/L、6.4mol/L、6.6mol/L、6.8mol/L或7mol/L。或者，酸液中过氧化氢的浓度也可以在上述任意两个浓度之间的范围内。

在其中一些实施方式中，改性处理的时间为4h~8h。可选地，改性处理的时间为4h、4.2h、4.4h、4.6h、4.8h、5h、5.2h、5.4h、5.6h、5.8h、6h、6.2h、6.4h、6.6h、6.8h、7h、7.2h、7.4h、7.6h、7.8h或8h。或者，改性处理的时间也可以在上述任意两个时间之间的范围内。

在其中一些实施方式中，将气相生长碳纤维于酸液中进行改性处理包括：将气相生长碳纤维于酸液中进行第二分散处理。

在其中一些实施方式中，第二分散处理包括超声分散。

在其中一些实施方式中，将气相生长碳纤维于酸液中进行改性处理后还包括：使用去离子水和乙醇依次对改性气相生长碳纤维进行清洗。

在其中一些实施方式中，使用去离子水和乙醇依次对改性气相生长碳纤维进行清洗后还包括：对改性气相生长碳纤维进行热处理。

在其中一些实施方式中，热处理的时间为2.5h~5h。可选地，热处理的时间为2.5h、3h、3.5h、4h、4.5h或5h。或者，热处理的时间还可以在上述任意两个时间之间的范围内。

在其中一些实施方式中，热处理的温度为900℃~1000℃。可选地，热处理的温度为900℃、910℃、920℃、930℃、940℃、950℃、960℃、970℃、980℃、990℃或1000℃。或者，热处理的温度也可以在上述任意两个温度之间的范围内。

在其中一些实施方式中，将气相生长碳纤维于酸液中进行改性处理之前还包括：对气相生长碳纤维进行球磨。对气相生长碳纤维进行球磨能够使得气相生长碳纤维在酸液中具有较好的分散效果，进而获得较好的改性效果。

在其中一些实施方式中，球磨的研磨珠包括钢珠。

在其中一些实施方式中，球磨的球料比为（8~15）:1。可选地，球磨的球料比为8:1、9:1、10:1、11:1、12:1、13:1、14:1或15:1。或者，球磨的球料比也可以在上述任意两个球料比之间的范围内。

在其中一些实施方式中，球磨的时间为5h~10h。可选地，球磨的时间为5h、6h、7h、8h、9h或10h。或者，球磨的时间也可以在上述任意两个时间之间的范围内。

在其中一些实施方式中，将气相生长碳纤维、亚铁源和钠源于碱性溶液中混合并加热包括如下步骤：对改性气相生长碳纤维与分散介质进行第一分散处理，得到分散液。将分散液、亚铁源和钠源于碱性溶液中混合，得到混合液。对混合液进行加热处理。

将改性气相生长碳纤维、亚铁源和钠源于碱性溶液中混合后加热能够使硫酸亚铁钠在气相生长碳纤维的表面分散并附着的效果较好。

在其中一些实施方式中，分散介质包括醇类溶剂。

在其中一些实施方式中，第一分散处理的时间为4h~8h。可选地，第一分散处理的时间为4h、5h、6h、7h或8h。或者，第一分散处理的时间也可以在上述任意两个时间之间的范围内。

在其中一些实施方式中，第一分散处理的温度为40℃~80℃。可选地，第一分散处理的温度为40℃、45℃、50℃、55℃、60℃、65℃、70℃、75℃或80℃。或者，第一分散处理的温度也可以在上述任意两个温度之间的范围内。

在其中一些实施方式中，第一分散处理包括超声分散。

在其中一些实施方式中，改性气相生长碳纤维和分散介质混合的质量比为1:（2~5）。可选地，改性气相生长碳纤维和分散介质混合的质量比为1:2、1:2.2、1:2.4、1:2.6、1:2.8、1:3、1:3.2、1:3.4、1:3.6、1:3.8、1:4、1:4.2、1:4.4、1:4.6、1:4.8或5。或者，改性气相生长碳纤维和分散介质混合的质量比也可以在上述任意两个质量比之间的范围内。

在其中一些实施方式中，混合液的pH值为10~11。可选地，混合液的pH值为10、10.1、10.2、10.3、10.4、10.5、10.6、10.7、10.8、10.9或11。或者，混合液的pH值也可以在上述任意两个pH值之间的范围内。

在其中一些实施方式中，加热处理的温度为200℃~250℃。可选地，加热处理的温度为200℃、205℃、210℃、215℃、220℃、225℃、230℃、235℃、240℃、245℃或250℃。或者，加热处理的温度也可以在上述任意两个温度之间的范围内。

在其中一些实施方式中，加热处理的时间为5h~8h。可选地，加热处理的时间为5h、5.2h、5.4h、5.6h、5.8h、6h、6.2h、6.4h、6.6h、6.8h、7h、7.2h、7.4h、7.6h、7.8h或8h。或者，加热处理的时间也可以在上述任意两个时间之间的范围内。

在其中一些实施方式中，煅烧的温度为350℃~390℃。可选地，煅烧的温度为350℃、352℃、354℃、356℃、358℃、360℃、362℃、364℃、366℃、368℃、370℃、372℃、374℃、376℃、378℃、380℃、382℃、384℃、386℃、388℃或390℃。或者，煅烧的温度也可以在上述任意两个温度之间的范围内。

在其中一些实施方式中，煅烧的时间为12h~17h。可选地，煅烧的时间为12h、12.2h、12.4h、12.6h、12.8h、13h、13.2h、13.4h、13.6h、13.8h、14h、14.2h、14.4h、14.6h、14.8h、15h、15.2h、15.4h、15.6h、15.8h、16h、16.2h、16.4h、16.6h、16.8h或17h。或者，煅烧的时间也可以在上述任意两个时间之间的范围内。

在其中一些实施方式中，对混合液进行加热处理后还包括：对混合液进行喷雾干燥，得到硫酸亚铁钠@气相生长碳纤维前驱体。

在其中一些实施方式中，喷雾干燥的条件为开路以及22Hz。

在其中一些实施方式中，正极活性材料的制备方法，包括如下步骤：

（1）提供气相生长碳纤维，对气相生长碳纤维进行球磨，将球磨后的气相生长碳纤维于酸液中超声分散并搅拌，对气相生长碳纤维进行改性处理，再对改性处理后的气相生长碳纤维洗涤后进行热处理，得到改性气相生长碳纤维。

（2）将钠源和亚铁源按照预设摩尔比称量后溶于水中，得到溶液。

（3）将改性气相生长碳纤维与分散介质混合得到悬浊液，对悬浊液进行第一分散处理，再将悬浊液和步骤（2）中得到的溶液混合并于碱性环境下进行加热处理，得到混合溶液，对混合溶液进行喷雾干燥，得到硫酸亚铁钠@气相生长碳纤维前驱体。

（4）将硫酸亚铁钠@气相生长碳纤维前驱体于保护气体氛围中进行煅烧，得到正极活性材料。

本申请又一实施例提供一种正极极片，包括集流体和位于集流体至少一个表面之上的活性层，活性层包括上述任一项的正极活性材料或者上述任一项的正极活性材料的制备方法所制备的正极活性材料。

本申请又一实施例提供一种钠离子电池，包括上述的正极极片。

以下为具体实施例

实施例1

正极活性材料的制备方法：

（1）称取适量气相生长碳纤维粉末（XFM60-1333-86-4）与钢珠一起放入高速球磨罐中，按照球料比为10:1，球磨6小时，将产物用5mol/L的H

（2）将改性气相生长碳纤维和乙二醇按照质量比为2:5配置成悬浊液，将悬浊液在50℃下超声分散5h。

（3）按照摩尔比为1:1.5准确称量硫酸钠和七水硫酸亚铁，按照50%的固含量将其溶于水中，得到溶液。

（4）按照气相生长碳纤维和硫酸亚铁钠的质量比为1:1，将适量悬浊液和步骤（3）中得到的溶液混合，并向溶液中滴加1mol/L的NaOH溶液，调节溶液的pH为10~11，得到混合液，将混合液加热至200℃并保持5h。再将混合液在开路、22Hz条件下进行喷雾干燥，得到硫酸亚铁钠@气相生长碳纤维前驱体。

（5）对硫酸亚铁钠@气相生长碳纤维前驱体进行球磨。

（6）将硫酸亚铁钠@气相生长碳纤维前驱体在氮气气氛中以350℃煅烧15h，得到气相生长碳纤维表面附着硫酸亚铁钠的正极活性材料。

实施例2

本实施例和实施例1中正极活性材料的制备方法基本相同，区别仅在于，步骤（2）中改性气相生长碳纤维和乙二醇按照质量比为1:4配置成悬浊液。

实施例3

本实施例和实施例1中正极活性材料的制备方法基本相同，区别仅在于，步骤（3）中硫酸钠和七水硫酸亚铁的摩尔比为1:1.2。

实施例4

本实施例和实施例1中正极活性材料的制备方法基本相同，区别仅在于，步骤（4）中，气相生长碳纤维和硫酸亚铁钠的质量比为3:1。

实施例5

本实施例和实施例1中正极活性材料的制备方法基本相同，区别仅在于，步骤（1）中按照球料比为15:1，球磨4小时，本实施例中改性气相生长碳纤维的直径为1.9μm。

实施例6

本实施例和实施例1中正极活性材料的制备方法基本相同，区别仅在于，步骤（1）中按照球料比为17:1，球磨6小时，本实施例中改性气相生长碳纤维的直径为1.2μm。

实施例7

本实施例和实施例1中正极活性材料的制备方法基本相同，区别仅在于，步骤（1）中按照球料比为20:1，球磨5小时，本实施例中改性气相生长碳纤维的直径为0.5μm。

实施例8

本实施例和实施例1中正极活性材料的制备方法基本相同，区别仅在于，步骤（1）中按照球料比为6:1，球磨6小时，本实施例中改性气相生长碳纤维的直径为3μm。

实施例9

本实施例和实施例1中正极活性材料的制备方法基本相同，区别仅在于，步骤（1）中不对气相生长碳纤维粉末进行混酸处理，步骤（2）中直接将球磨后的气相生长碳纤维和乙二醇配置成悬浊液。

对比例1

正极活性材料的制备方法：

按照物质的量比为1:1.5准确称量硫酸钠和七水硫酸亚铁，按照50%的固含量将其溶于水中，得到硫酸亚铁钠溶液，将硫酸亚铁钠溶液于真空烘箱过夜干燥后，再按照球料比7:1，将固体物置于高能球磨罐中球磨5h，并在氮气气氛中350℃煅烧15h，得到硫酸亚铁钠正极活性材料。

对比例2

本对比例和实施例1中正极活性材料的制备方法基本相同，区别仅在于，步骤（1）中按照球料比为25:1，球磨4小时，本对比例中改性气相生长碳纤维的直径为0.2μm。

对比例3

本对比例和实施例1中正极活性材料的制备方法基本相同，区别仅在于，步骤（1）中按照球料比为5:1，球磨4小时，本对比例中改性气相生长碳纤维的直径为5μm。

参照图2所示，图2为本申请中实施例1以及对比例1中的正极活性材料的XRD图，可以看出，实施例1中正极活性材料的杂峰较弱，材料的纯度较高。

将实施例1~9以及对比例1~3中的正极活性材料进行电池装配：

将正极活性材料、导电剂和粘结剂按照质量比为90:5:5的比例混合，其中，导电剂为导电炭黑，粘结剂为聚偏氟乙烯。将混合后的原料加入到适量的N-甲基-2-吡咯烷酮溶剂中，研磨均匀得到浆料。将浆料均匀涂覆在铝箔上，将铝箔在120℃下真空干燥12h，剪裁后得到工作电极。将钠片作为对电极，玻璃纤维作为隔膜，1mol/L的NaClO

实施例1~9以及对比例1~3中正极活性材料的克容量以及装配所得的扣式电池的倍率性能如下表1所示：

其中1C倍率首圈充放电和5C倍率首圈充放电通过新威测试软件测试仪得出。

表1

根据上表，可以看出，本申请实施例1~9中的正极活性材料相较于对比例1~3中的正极活性材料均具有较高的倍率性能，同时，参照图3~11，实施例1~9中的正极活性材料还具有较高的克容量。对比例1中，正极活性材料仅为硫酸亚铁钠，其倍率性能及克容量相对实施例中正极活性材料较低。对比例2中，改性气相生长碳纤维的直径过小，硫酸亚铁钠难以附着于气相生长碳纤维的表面，得到的正极活性材料倍率性能及克容量相对较低。对比例3中，改性气相生长碳纤维的直径较过大，难以通过干燥喷雾机器的雾化器出口，会导致正极活性材料中的改性气相生长碳纤维的含量明显降低，进而导致正极活性材料的导电性较差，得到的正极活性材料倍率性能及克容量相对较低。进一步地，实施例9中，未采用混酸对气相生长碳纤维进行改性处理，该实施例制备得到的正极活性材料相较于实施例1~8中，气相生长碳纤维能够提供给硫酸亚铁钠的负载点位数量相对较少，得到的正极活性材料的倍率性能及克容量相较于实施例1~8较低。

以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。

以上所述实施例仅表达了本申请的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本申请构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本申请的保护范围。因此，本申请专利的保护范围应以所附权利要求为准，说明书及附图可以用于解释权利要求的内容。