[发明专利]三维多孔分级碳修饰磷酸钒锂纳米材料及其制备方法和应用

权利要求书

1.三维多孔分级碳修饰磷酸钒锂纳米材料，其具有明显的多孔结构，颗粒大小为10-50μm，且颗粒由许多大小为0.2-0.5μm的Li₃V₂(PO₄)₃小颗粒组成，Li₃V₂(PO₄)₃小颗粒表面均包有均匀的碳层，Li₃V₂(PO₄)₃/C小颗粒之间由10-20nm的碳纳米颗粒相互连接，此碳纳米颗粒形成了三维碳网，从而将Li₃V₂(PO₄)₃小颗粒包裹在三维碳网中，其为下述方法所得产物，包括有以下步骤：

1）将钒源五氧化二钒与草酸加入到蒸馏水中，其中V₂O₅与草酸的摩尔比为1:5-1:7，搅拌溶解，得到VOC₂O₄蓝色溶液；

2）量取与钒源摩尔比为1:1.5的磷源，将其加入到步骤1）所得的VOC₂O₄蓝色溶液中，搅拌均匀；

3）称取与钒源摩尔比为1:1.5的锂源，溶于蒸馏水，溶解后滴入到步骤2）所得溶液中；

4）称取葡萄糖作为碳源，其中钒源与葡萄糖的摩尔比为2:0.5-2:1.2，溶于蒸馏水中，逐滴加入到步骤3）所得溶液中，搅拌均匀，得到前驱体溶液；

5）将前驱体溶液在干燥箱烘干，得到黑褐色固体，将固体研磨后置于140-160℃真空干燥箱中干燥，最终得到前驱体粉末；

6）将前驱体粉末在氮气气氛下预烧，将预烧产物稍微研磨后再进行煅烧，最终得到黑色三维多孔分级碳修饰Li₃V₂(PO₄)₃纳米材料。

2.如权利要求1所述的三维多孔分级碳修饰磷酸钒锂纳米材料，其特征在于，步骤2）所述的磷源为H₃PO₄和NH₄H₂PO₄中的任意一种或它们的混合。

3.如权利要求1所述的三维多孔分级碳修饰磷酸钒锂纳米材料，其特征在于，步骤3）所述的锂源为LiAc、Li₂CO₃、LiNO₃和LiCl中的任意一种或它们的混合。

4.如权利要求1所述的三维多孔分级碳修饰磷酸钒锂纳米材料，其特征在于，步骤6）所述的预烧温度为350℃，时间为5小时，煅烧温度为750-850℃，时间为8小时。

5.权利要求1所述的三维多孔分级碳修饰磷酸钒锂纳米材料的制备方法，包括有以下步骤：

1）将钒源五氧化二钒与草酸加入到蒸馏水中，其中V₂O₅与草酸的摩尔比为1:5-1:7，搅拌溶解，得到VOC₂O₄蓝色溶液；

2）量取与钒源摩尔比为1:1.5的磷源，将其加入到步骤1）所得的VOC₂O₄蓝色溶液中，搅拌均匀；

3）称取与钒源摩尔比为1:1.5的锂源，溶于蒸馏水，溶解后滴入到步骤2）所得溶液中；

4）称取葡萄糖作为碳源，其中钒源与葡萄糖的摩尔比为2:0.5-2:1.2，溶于蒸馏水中，逐滴加入到步骤3）所得溶液中，搅拌均匀，得到前驱体溶液；

5）将前驱体溶液在干燥箱烘干，得到黑褐色固体，将固体研磨后置于140-160℃真空干燥箱中干燥，最终得到前驱体粉末；

6）将前驱体粉末在氮气气氛下预烧，将预烧产物稍微研磨后再进行煅烧，最终得到黑色三维多孔分级碳修饰Li₃V₂(PO₄)₃纳米材料。

6.如权利要求5所述的三维多孔分级碳修饰磷酸钒锂纳米材料，其特征在于，步骤2）所述的磷源为H₃PO₄和NH₄H₂PO₄中的任意一种或它们的混合。