[發明專利]銀釩氧化物/聚合物三同軸納米線及其制備方法和應用

無效

• 申請號: 201110296002.6
• 申請日: 2011-09-27
• 公開（公告）號: CN102412400A
• 公開（公告）日: 2012-04-11
• 發明（設計）人: 麥立強;許絮;韓春華;高倩
• 申請（專利權）人: 武漢理工大學
• 主分類號: H01M4/60
• 分類號: H01M4/60;B82Y40/00
• 代理公司: 湖北武漢永嘉專利代理有限公司 42102
• 代理人: 崔友明

技術領域

本發明屬于納米材料與電化學技術領域，具體涉及一種銀釩氧化物/聚合物三同軸納米線及其制備方法，以及該材料作為鋰離子電池正極活性材料的應用。

背景技術

鋰離子電池作為一種綠色能源，已應用于便攜式電子設備和電動汽車，研究基于新型納米異質結構的高容量、微型化、高功率、低成本鋰離子電池是當前低碳經濟時代鋰離子電池研究的前沿和熱點之一。Ag₂V₄O₁₁具有能量密度高、性能安全可靠等優點而被作為鋰離子一次電池材料運用到心臟起搏器。和Ag₂V₄O₁₁相比，β-AgVO₃因具有更高的Ag:V比而被認為具有更好的電化學性能。但是，目前β-AgVO₃作為鋰離子二次電池正極材料的研究還鮮有報道，而且銀釩氧化物仍存在著導電率低、容量衰減較快、循環可逆性差等的缺點。

近年來，復雜結構納米線（如同軸納米線、三同軸納米線等）因具有一系列優異特性而在電化學及能源領域得到了越來越多的關注。導電聚合物具有較好的空氣穩定性、較高的導電性、環境無毒性、可逆的氧化還原特性等特性，被廣泛用于同軸納米線的構筑和電化學改性。但是，以導電聚合物為殼層的三同軸納米線還未見報道。

發明內容

本發明所要解決的技術問題在于針對上述現有技術而提供一種制備工藝簡單、符合綠色化學的要求、具有優良電化學性能的銀釩氧化物/聚合物三同軸納米線及其制備方法。

本發明還有一個目的是提供所述銀釩氧化物/聚合物三同軸納米線的應用。

本發明解決上述技術問題所采用的技術方案是：銀釩氧化物/聚合物三同軸納米線，其特征在于其具有明顯的三同軸結構，長度為10~30微米，直徑為60-100納米，其中核為β-AgVO₃納米線，中間層為β-AgVO₃納米線表面失去部分銀離子而產生的銀釩氧化物層，最外層為聚合物層，最外層厚度為6~10納米，中間層厚度為6~10納米。

按上述方案，所述的聚合物為聚苯胺、聚吡咯或聚噻吩。

銀釩氧化物/聚合物三同軸納米線的制備方法，其特征在于包括有以下步驟：

1）將釩源水溶液與銀源水溶液在攪拌條件下混合，得到前驅體溶液；?

2）將步驟1）所得前驅體溶液轉移至反應釜，進行反應，自然冷卻至室溫，離心過濾得到沉淀物；

3）用去離子水反復洗滌步驟2）得到的沉淀物，并烘干得到β-AgVO₃納米線；

4）將β-AgVO_3?納米線分散于去離子水中，加入聚合物單體，其中，β-AgVO_3?納米線與聚合物單體的質量比為2:1，室溫攪拌10-14小時，然后加入與聚合物單體等物質的量的氧化劑水溶液，繼續室溫攪拌10~14小時，離心得到沉淀產物；

5）用去離子水和無水乙醇反復洗滌步驟4）所得的沉淀產物，烘干得到銀釩氧化物/聚合物三同軸納米線。

按上述方案，所述的釩源包括但不限于偏釩酸銨或五氧化二釩溶膠。

按上述方案，所述的銀源包括但不限于硝酸銀、醋酸銀或碳酸銀。

按上述方案，所述的聚合物單體包括但不限于苯胺單體、吡咯單體或噻吩單體。

按上述方案，步驟2）所述的反應溫度為160℃?~?200℃，反應時間為12~36小時。

按上述方案，所述的氧化劑包括但不限于過硫酸銨、重鉻酸鉀或三氯化鐵。

所述的銀釩氧化物/聚合物三同軸納米線在作為鋰離子電池正極活性材料的應用。