[发明专利]一种V3

说明书

本发明公开了一种V₃O₅纳米电极材料的制备方法。通过溶剂热‑煅烧法两部分得到，将钒源与硫源混合进行溶剂热反应，然后将钒硫混合物在管式炉中煅烧得到最终产品。本发明提供的V₃O₅结构为100nm左右的纳米颗粒，结构均匀，分布均一，稳定性好。本发明合成V₃O₅将粒径尺寸缩小在纳米尺寸范围内，具有良好的电化学性能。

技术领域

本发明涉及电池电极材料领域，特别涉及一种V₃O₅纳米电极材料的制备方法。

背景技术

随着化学能源的短缺以及对环境造成的污染，可持续无污染的新能源越来越受到人们的关注。锂离子电池作为最先进的可充电电池之一，由于其低成本，环保，高能量密度等优点在过去的几十年中备受关注。锂离子电池的电化学性能，包括循环性，倍率性能，能量密度等都受到所选阳极材料的显著影响。自碳质阳极首次商业化以来，碳仍然是当今商用锂离子电池的主导产品。层状结构的石墨碳可以促进锂离子进出晶格空间的移动，具有优异的循环性。但石墨理论容量较低，不能满足未来社会发展的需要，开发更优异的负极材料迫在眉睫(Jang B Z,Liu C,Neff D,et al.Graphene surface-enabled Lithium-Ionexchanging cells:Next-Generation high-power energy storage devices[J].NanoLetters,11(2011):3785-3791.)。钒氧化物电极材料因为其理论容量高，储量丰富等优点成为优异的锂离子电池负极材料候选人。V₃O₅作为一种新兴的锂离子电池负极材料，由于其优异的循环稳定性与倍率性能而备受关注(Chen D,Tan H,Rui X,et al.Oxyvanite V₃O₅:Anew intercalation-type anode for lithium-ion battery[J].InfoMat,2019,1.)

发明内容

本发明的目的在于提供一种新的工艺简单，原料低廉，成本低，产率高的V₃O₅纳米电极材料的制备方法。

为达到上述目的，本发明采用的技术方案是：

步骤一：首先将钒源与硫源按摩尔比为1：3～5.85加入无水乙醇中，室温下搅拌均匀，将混合溶液进行溶剂热反应，收集产物洗涤干净，冷冻干燥得到钒硫复合材料；

步骤二：将钒硫复合材料在管式炉惰性气氛内以5～10℃/min的升温速率自室温升温至450～550℃煅烧，得到黑色粉体，研磨得V₃O₅纳米电极材料。

所述钒源为偏钒酸钠、钒酸钠、乙酰丙酮钒中的一种或多种混合物。

所述硫源为硫代乙酰胺、硫脲、半胱氨酸中的一种或多种混合物。

所述搅拌时间为0.5～2h。

所述溶剂热反应温度为160～180℃，反应时间为18～24h。

所述煅烧时间为2～4小时。

对于现有技术，本发明至少有以下有益效果：

1)本发明提出一种新的V₃O₅制备方法。采用溶剂热-煅烧两步法制备V₃O₅纳米电极材料工艺简单，原料低廉，成本低，产率高等优点，适合大规模生产。

2)本发明所制备的V₃O₅电极材料纯度、结晶度都较高。