[發(fā)明專利]一種棱柱狀NH4V3O8 納米晶的制備方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201310422104.7
• 申請日: 2013-09-16
• 公開（公告）號: CN103490066A
• 公開（公告）日: 2014-01-01
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 黃劍鋒;曹杉杉;曹麗云;費(fèi)杰;歐陽海波;李翠艷;吳建鵬;盧靜
• 申請（專利權(quán)）人: 陜西科技大學(xué)
• 主分類號: H01M4/58
• 分類號: H01M4/58;B82Y40/00
• 代理公司: 西安通大專利代理有限責(zé)任公司 61200
• 代理人: 徐文權(quán)

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種鋰離子二次電池正極材料的制備方法，特別涉及一種棱柱狀NH₄V₃O₈納米晶的制備方法。

背景技術(shù)

鋰離子二次電池具有電壓高、比能量大、循環(huán)壽命長、放電性能穩(wěn)定、安全性好、無污染和工作溫度范圍寬等優(yōu)點(diǎn)，具有廣泛的應(yīng)用前景，成為近年來的研究熱點(diǎn)。

釩為一種過渡元素中的多價金屬元素，它既可以與氧形成多種氧化物，也可以同其他陽離子與氧一起形成復(fù)合氧化物，它們一般都具有嵌鋰能力，可以作為鋰離子電池正極材料，如V₂O₅，LiV₃O₈等。NH₄V₃O₈是在LiV₃O₈的研究基礎(chǔ)上發(fā)現(xiàn)的一種新型嵌鋰材料，它與LiV₃O₈都是層狀結(jié)構(gòu)，屬于單斜晶系的P21/m空間群。在NH₄V₃O₈結(jié)構(gòu)中，V₃O₈^-層沿著c軸緊密連接起來，NH₄⁺則處于其層間，可以穩(wěn)定其結(jié)構(gòu)，并具有一定的嵌鋰能力，可以作為一種鋰離子電池正極材料。此外，NH₄V₃O₈還因其獨(dú)特的結(jié)構(gòu)和電輸運(yùn)特性，有望用于傳感器材料[高倩，麥立強(qiáng)，徐林，等.釩氧化物一維納米材料的構(gòu)筑和電輸運(yùn)性能[J].中國科技論文在線，2010，5（4）：323-331]。

目前制備NH₄V₃O₈的方法主要有：沉淀法和水熱法。Heai-KuPark等采用沉淀法制備了寬約60nm的NH₄V₃O₈納米棒，在10mA/g的電流密度和1.8-4.0V的電壓范圍內(nèi)，其初始放電容量可達(dá)到210mAh/g[Heai-KuPark,Guntae?Kin.Ammonium?hexavanadate?nanorods?prepared?by?homogeneous?precipitation?using?urea?as?cathodes?for?lithium?batteries[J].Solid?State?Ionics,2010,181:311-314.]。Haiyan?Wang等以NH₄VO₃為原料，以十二烷基磺酸鈉作為表面活性劑，采用水熱法制得了厚度約為150nm的片狀NH₄V₃O₈·0.2H₂O，在15mA/g的電流密度和1.8-4.0V的電壓范圍內(nèi)，其初始放電容量為225.9mAh/g，經(jīng)30次循環(huán)后容量保持在209.4mAh/g[Haiyan?Wang,Kelong?Huang,Suqin?Liu,et?al.Electrochemical?property?of?NH₄V₃O₈·0.2H₂O?flakes?prepared?by?surfactant?assisted?hydrothermal?method[J].Journal?of?Power?Source,2011,196:788-792.]。G.S.Zakharova等以NH₄VO₃和乙酸為原料，采用水熱法制備了各種形貌的NH₄V₃O₈（如梭狀，花狀和帶狀等）[G.S.Zakharova,Ch.Taschner,T.Kolb,et?al.Morphology?controlled?NH₄V₃O₈microcrystals?by?hydrothermal?synthesis?[J].Dalton?Transactions,2013,42:4897-4902.]。