[发明专利]一种含有Mnx

说明书

本发明属于材料技术领域，涉及一种含有Mn_xV₂O₇纳米颗粒的电池正极及其高压水系电池。一种含有Mn_xV₂O₇纳米颗粒的电池正极，是通过原位生长法或抽真空法将Mn_xV₂O₇纳米颗粒与导电柔性基底结合形成的柔性电池正极，其中2x2.5。该材料首次被发现具有储锌性能。Mn_xV₂O₇纳米颗粒具有双活性中心，V⁵⁺具有缓冲作用，Mn²⁺随着锌离子的嵌入/脱出而发生氧化还原反应。该材料首次作为储锌材料用做电池正极，拓展了锌离子正极材料种类的选择范围。测试表明，锌离子可以有效的在材料晶格内嵌入/脱出，实现锌离子的高效可逆存储。该材料具有高容量、高倍率以及超长循环性能等优势。

技术领域

本发明属于材料技术领域，涉及一种含有Mn_xV₂O₇纳米颗粒的电池正极及其高压水系电池。

背景技术

随着全球经济的快速发展、人口数量的急剧膨胀以及可移动电子设备等的飞速进步，全球能源消耗迅速增大。以目前的消耗速度，在不久的将来全球能源将面临枯竭。因此，政府大力倡导发展清洁、可持续的能源(风能、太阳能、水能、潮汐能等)。同时，与其相匹配的高效且安全的新一代储能系统研发也迫在眉睫。储能技术是推动世界能源清洁化、电气化，破解能源资源和环境约束，实现全球能源转型升级的核心技术之一。想要坚实、有序地推动清洁能源可持续发展，就必须要借助于低成本储能技术的改革。

水系锌离子电池与目前商业化的电池相比具有诸多优点，如无记忆效应、超长工作寿命、产品不良率低、储能效率高以及环境友好等优势，使其有望成为比其它电池更加可靠的储能模块。目前水系锌离子电池正极材料多集中在锰氧化物以及钒氧化物上，两者容量较高，但是前者存在着无法避免的电极溶解问题，后者电压平台低，无法满足日常使用需求。寻求高性能的新材料迫在眉睫。

本发明中制备的Mn_xV₂O₇(2x2.5)材料属于单斜晶系，其中由于Mn²⁺的独特缓冲作用，该材料具备超长循环寿命。同时双活性中心使得该材料具有较高容量以及高于单一钒氧化物的放电平台。

发明内容

本发明的目的是提供一种锌离子电池正极材料Mn_xV₂O₇(2x2.5)纳米颗粒。该材料首次被发现具有储锌性能。Mn_xV₂O₇纳米颗粒具有双活性中心，V⁵⁺具有缓冲作用，Mn²⁺随着锌离子的嵌入/脱出而发生氧化还原反应。

为实现上述目的，本发明的技术方案如下：一种含有Mn_xV₂O₇纳米颗粒的电池正极，是通过原位生长法或抽真空法将Mn_xV₂O₇纳米颗粒与导电柔性基底结合形成的柔性电池正极，其中2x2.5。

优选地，上述的一种含有Mn_xV₂O₇纳米颗粒的电池正极，所述的导电柔性基底是碳纳米管、碳布、泡沫镍中的一种。

优选地，上述的一种含有Mn_xV₂O₇纳米颗粒的电池正极，所述的含有Mn_xV₂O₇纳米颗粒的电池正极制备方法包括如下步骤：将锰源，钒源溶于沸水中进行搅拌，加入二甲基咪唑，继续搅拌，加入预处理的导电柔性基底，反应后静置、抽滤、干燥、煅烧得到目标产物。