[發(fā)明專利]V10O24·12H2O的水熱制備方法

無效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201210149650.3
• 申請日: 2012-05-14
• 公開（公告）號: CN103420418A
• 公開（公告）日: 2013-12-04
• 發(fā)明（設計）人: 孫化雨;史松君
• 申請（專利權）人: 協(xié)鑫動力新材料（鹽城）有限公司
• 主分類號: C01G31/02
• 分類號: C01G31/02
• 代理公司: 上海光華專利事務所 31219
• 代理人: 李儀萍

技術領域

本發(fā)明涉及一種V₁₀O₂₄·12H₂O的水熱制備方法。

背景技術

鋰離子電池因具有高比容量、高電壓、充放電壽命長、對環(huán)境污染小等優(yōu)點而備受關注，鋰離子的電池材料的發(fā)展一直是研究熱點。隨著鋰離子電池研究從化學氧化還原機理到鋰離子嵌入脫嵌機理的不斷深入，吸引了大批的研究者對3d族過渡金屬元素氧化物/鹽類的研究，鈷酸鋰、錳酸鋰、鈷鎳錳三元材料、磷酸鋰鐵等材料相繼被開發(fā)出來并應用于工業(yè)生產(chǎn)。但研究者尋找新型鋰離子電池材料的腳步卻并未停息。釩作為一個典型的多價態(tài)過渡金屬元素，可以和氧結合形成以V_xO_y狀態(tài)存在的多種氧化物，其中釩可以以+5、+4、+3、+2價態(tài)存在。釩氧化物體系中多種氧化態(tài)和配位多面體的存在使其具有能嵌入金屬離子的開放結構，因此其在鋰離子電池材料方面的應用研究越來越受到重視。

早在20世紀70、80年代，釩氧化合物就被發(fā)現(xiàn)有良好的嵌鋰性能，研究主要集中在V₂O₅、V₆O₁₃和Li_1+xV₃O₈三類化合物上。其中V₆O₁₃每個分子可以嵌入8個Li⁺，其理論容量可達420mAh/g（參見文獻：Insertion?electrode?materials?for?rechargeable?lithium?batteries.Adv?Mater，1998，10:725-763）；Li_l+xV₃O₈也具有電容量高、制作方法簡單、壽命長、充放電速度快以及在空氣中穩(wěn)定等優(yōu)點（參見文獻：Microwave?solid-state?synthesis?of?LiV₃O₈?aseathode?material?for?lithium?batteries[J]．J?Phys?Chem?B,2005，109:11186-1119）。因此，釩氧化合物電極材料比容量高，可以大電流放電等優(yōu)點使其在高能電池材料上有著廣泛的應用前景。

V₁₀O₂₄·12H₂O作為一種釩氧化合物，具有可容納大量鋰離子的層狀結構，是一種潛在的鋰離子電池材料。2005年Manlio?Occhiuzzi等（參見文獻：Reactivity?of?some?vanadium?oxides：An?EPR?and?XRD?study[J]．Solid?State?Chem，2005，178(5)：1551）通過不同價態(tài)氧化釩高溫反應首次人工合成了準晶態(tài)的V₁₀O₂₄·12H₂O材料，并對其進行了EPR和XRD方面的研究；2007年W．G-Menezas等（參見文獻：Vanadium?oxide?nanostructures?derived?from?a?novel?vanadium(Ⅳ)alkoxide?precursor[J]．Chem?Phys?Lett，2007，445(4-6)：293）通過有機鹽水解法合成了類V₁₀O₂₄·12H₂O結構的纖維狀V₁₀O₂₄·9H₂O材料，表現(xiàn)出了良好的電化學行為；2009年孫娟萍等在低溫下，以V₂O₅粉末為原料，采用溶膠-凝膠技術、過氧化法及溶劑替換工藝制備出納米多孔V₁₀O₂₄·12H₂O，對其電化學性能進行了詳細的研究（參見文獻：新型釩氧化合物V₁₀0₂₄·12H₂O的制備及交流阻抗特性[J]材料導報，2009,23（8）:22），并申請了專利，參見中國專利CN101565205B：《納米材料V₁₀O₂₄·12H₂O制備》。