[發明專利]氧化石墨烯和四價釩羥基氧化物的自組裝復合材料

有效

• 申請號: 201310713496.2
• 申請日: 2013-12-20
• 公開（公告）號: CN103887480A
• 公開（公告）日: 2014-06-25
• 發明（設計）人: Y·麥坦
• 申請（專利權）人: 巴萊諾斯清潔能源控股公司
• 主分類號: H01M4/36
• 分類號: H01M4/36;H01M4/13
• 代理公司: 北京市中咨律師事務所 11247
• 代理人: 彭飛;林柏楠

1.電極材料的前體復合材料，所述前體復合材料包含C:O比為2.5至3.5的氧化石墨烯和含四價釩羥基氧化物的電化學活性材料（EAM）。

2.權利要求1的前體復合材料，其中所述氧化石墨烯的C:O比為2.7至3.1；優選2.9至3.1。

3.權利要求1或2的前體復合材料，其中四價釩羥基氧化物的粒子具有各向異性形態，優選纖維形態。

4.權利要求1至3任一項的前體復合材料，其中所述四價釩羥基氧化物由H₄V₃O₈構成。

5.權利要求1至4任一項的前體復合材料，包含納米粒子形式的至少一種其它EAM，所述EAM選自由過渡金屬氧化物、過渡金屬磷酸鹽、過渡金屬硫族化物、過渡金屬鹵化物、硅、金屬納米粒子、半導體粒子及其組合組成的組。

6.制備前述權利要求任一項的前體復合材料的方法，其中所述方法包括下述步驟：

-將四價釩羥基氧化物與氧化石墨烯水溶液混合。

7.由權利要求1至5任一項的前體復合材料制造電極材料的方法，所述方法包括下述步驟：

（a）干燥所述前體復合材料；

（b）將干燥的前體復合材料加熱至至少50℃但低于羥基氧化釩的分解溫度的溫度，達足夠的時間以引發氧化石墨烯的所需還原以及羥基氧化釩中的過渡金屬的氧化態的各自改變。

8.權利要求7的方法，包括在步驟（b）后的另一加熱步驟，所述加熱步驟包括加熱至最高達400℃。

9.權利要求7或8的方法，其中在步驟（a）之前加工所述前體復合材料，例如通過涂布、滴鑄或裱糊的至少一種進行加工。

10.權利要求7至9任一項的方法，其中所述前體復合材料中的四價釩羥基氧化物是H₄V₃O₈，加熱步驟（b）進行至低于200℃、優選180℃的溫度達1小時，最終產物中的EAM是H_4-xV₃O₈，其中x為0.1至2.2。

11.權利要求7至10任一項的方法，其中加熱步驟（b）在空氣中進行。

12.通過權利要求7至11任一項的方法制成的電極材料，其中所述材料的碳含量為最多10重量％；優選最多5重量％。

13.權利要求12的電極材料，其具有三維中孔結構。

14.電極，其包含通過權利要求7至11任一項的方法制成的電極材料。

15.權利要求14的電極，所述電極是所述電極材料的自立結構。

16.堿金屬或堿離子電池組，其包含至少一個具有一個正極和一個負極的電化學電池，至少一個所述電極包含權利要求12或13的電極材料。