[发明专利]高纯度的V3O7·H2O纳米带的制备方法及其应用

说明书

技术领域

本发明属于纳米材料领域，更具体涉及一种高纯度的V₃O₇·H₂O纳米带的制备方法及其应用。

背景技术

自上世纪锂电池开发成功以来，锂电池已经得到了广泛的应用，但是要得到循环性能好，比容量高，大电流冲放电性能好的锂电池正极材料一直以来是科学家的研究重点。现在工业上常用的正极材料，如LiCoO₂、LiNiO₂、LiMnO₂，他们的容量都不高，只有120mAh/g左右。随着纳米材料的兴起，一维纳米钒氧化物被认为是一种很有前景的正极材料，据已有文献报道，他们的比容量一般都在300-400mAh/g之间。目前还未有制备V₃O₇·H₂O纳米带以及将其用做锂电池阳极的相关专利报道。

发明内容

本发明的目的是提供一种高纯度的V₃O₇·H₂O纳米带的制备方法及其应用，该方法操作简便、成本低、制备出的V₃O₇·H₂O纳米带纯度高、性能优异，可以大量合成，适合工业化生产，并且将V₃O₇·H₂O纳米带用做锂电池的阳极材料，使该锂电池具有很高的比容量。

本发明的高纯度的V₃O₇·H₂O纳米带的制备方法，其特征在于：所述制备方法为：将五氧化钒粉末与三氧化钒粉末按3～7∶0.5～2摩尔比配料混合，加入去离子水成糊状，搅拌0.5～1.5小时后将其转入反应釜中，于160～200℃水热反应5～9天，水洗过滤2～5次，50～70℃烘干2～5小时，即得到V₃O₇·H₂O纳米带。

本发明的高纯度的V₃O₇·H₂O纳米带的应用，其特征在于：所述的V₃O₇·H₂O纳米带在锂电池中的应用。

本发明的显著优点是：

(1)本发明用简单的水热法在较低温度下合成了厚度为30nm左右，宽度为30-50nm左右的高纯度的V₃O₇·H₂O纳米带，该方法操作简便、成本低、制备出的V₃O₇·H₂O纳米带纯度高、性能优异，可以大量合成，适合工业化生产。

(2)本发明将制备的高纯度V₃O₇·H₂O纳米带作锂电池正极得到的锂电池具有很高的比容量，在电流密度为0.02Ag^-1时首次冲放电容量达到了409mAh/g，即使在电流密度为1Ag^-1时其第20次冲放电后容量也能达到150mAh/g。

附图说明

图1是本发明产品的扫描电镜照片。

图2是本发明产品的透射电镜照片。

图3是充放电曲线图；其中横坐标表示比容量，纵坐标表示电压。

图4是循环寿命特性图；其中横坐标表示循环次数，纵坐标表示比容量。

具体实施方式

将五氧化钒粉末与三氧化钒粉末按3～7∶0.5～2摩尔比配料混合，加入去离子水成糊状，搅拌0.5～1.5小时后将其转入反应釜中，于160～200℃水热反应5～9天，水洗过滤2～5次，50～70℃烘干2～5小时，即得到V₃O₇·H₂O纳米带。

搅拌采用磁力搅拌器；反应釜为聚四氟乙烯衬底的不锈钢反应釜。