[发明专利]一种超高压制备超薄纳米片状NH4V3O8纳米材料的方法

说明书

本发明公开了一种超高压制备超薄纳米片状NH₄V₃O₈纳米材料的方法，步骤1：将氯化1‑甲基‑3‑乙基咪唑加入到水中溶解，再加入乙二胺四乙酸形成混合溶液；步骤2：向混合溶液中加入溶剂后再加入NH₄VO₃并溶解得NH₄VO₃溶液；步骤3：将NH₄VO₃溶液在微波发生器中微波处理；步骤4：将微波处理后的NH₄VO₃溶液转至反应釜中并置于超高压水热反应器中水热反应，得悬浮液；步骤5：对悬浮液离心分离得粉状体，将粉状体清洗后干燥，得超薄纳米片状NH₄V₃O₈纳米材料；其制备的片状NH₄V₃O₈纳米材料用作锂离子电池正极材料时具有循环稳定性高，大电流充放电容量高的特点。

技术领域

本发明属于无机纳米材料制备技术领域，涉及一种超高压制备超薄纳米片状NH₄V₃O₈纳米材料的方法。

背景技术

锂离子电池具有工作电压高，能量密度大，循环寿命长以及无自放电的特点。随着社会的发展，对于锂离子电池性能要求也越来越高，目前的电池容量小，功率低，比如在电力驱动的新能源汽车，对于充电速度、续航里程以及成本因素要求在逐年提升，因此目前急需要开发具有高容量、高电流密度、高功率的锂离子电池。

钒是一种过渡金属中的多价金属元素，可以与氧或者其他阳离子与氧形成氧化物和复合氧化物，理论上具有嵌锂能力，如V₂O₅、LiV₃O₈等都可以作为锂离子电池的正极材料。钒酸铵具有原材料丰富、制备简单、容量高安全性能好等特点，同时也具有光催化特性，电传导性能，储锂、储钠性能。与钒酸锂材料相比，钒酸铵材料由于NH₄⁺的引入，扩大了材料的层间距，同时由于氢离子的存在会形成分子内氢键，有效提高了材料结构的稳定性，是一种具有好的发展前景的正极材料。同时凭借独特的结构和电子输送特性，还可以应用于超级电容器材料、传感器材料和纳米电子器件，具有非常广泛的应用和研究前景。

目前通过微波法、微波-紫外辅助、微波-超声以及水热溶剂热等方法成功制备出了纳米花状、三维网状、卡片装、带状、棒状等形貌的钒酸铵，但是对于片状的钒酸铵合成超薄的纳米片目前还没有被报道。

发明内容

本发明的目的在于提供一种超高压制备超薄纳米片状NH₄V₃O₈纳米材料的方法，其制备的片状NH₄V₃O₈纳米材料用作锂离子电池正极材料时具有循环稳定性高，大电流充放电容量高的特点。

本发明是通过以下技术方案来实现：

一种超高压制备超薄纳米片状NH₄V₃O₈纳米材料的方法，包括以下步骤：

步骤1：将0.05～0.2g氯化1-甲基-3-乙基咪唑加入到5～10mL水中溶解，再加入0.05～0.1g乙二胺四乙酸形成混合溶液；

步骤2：向混合溶液中加入5～10mL溶剂后再加入0.3～0.5g的NH₄VO₃并溶解得NH₄VO₃溶液；

步骤3：将NH₄VO₃溶液在微波发生器中微波处理；