[發(fā)明專利]一種鎂摻雜五氧化二釩/碳復(fù)合正極材料及其制備方法

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 201710075190.7
• 申請日: 2017-02-13
• 公開（公告）號: CN106784738A
• 公開（公告）日: 2017-05-31
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 李朝暉;肖放;宋學(xué)霞;肖啟振;雷鋼鐵
• 申請（專利權(quán)）人: 湘潭大學(xué)
• 主分類號: H01M4/36
• 分類號: H01M4/36;H01M4/131;H01M4/134;H01M4/1391;H01M4/1393
• 代理公司: 北京高沃律師事務(wù)所11569
• 代理人: 王加貴

1.一種鎂摻雜五氧化二釩/碳復(fù)合正極材料，為具有大孔結(jié)構(gòu)和介孔結(jié)構(gòu)的多孔微球，所述多孔微球由碳微球堆積而成，所述碳微球具有介孔結(jié)構(gòu)，所述碳微球包括碳基體和鑲嵌于所述碳基體內(nèi)部的鎂摻雜五氧化二釩納米顆粒，所述鎂摻雜五氧化二釩具有式I所示化學(xué)組成：

Mg_xV₂O₅ 式I；

式I中，0.05≤x≤0.2。

2.如權(quán)利要求1所述的正極材料，其特征在于，所述x的范圍為0.10≤x≤0.15。

3.如權(quán)利要求1所述的正極材料，其特征在于，所述大孔的孔徑為50～150nm，所述大孔的孔容占所述正極材料的總孔容的10～30％；

所述介孔的孔徑為2～50nm，所述介孔的孔容占所述正極材料的總孔容的70～90％。

4.如權(quán)利要求1所述的正極材料，其特征在于，所述所述鎂摻雜五氧化二釩納米顆粒的粒徑為5～30nm；所述碳微球的粒徑為150～250nm；所述正極材料的粒徑為9～11μm。

5.如權(quán)利要求1～4任意一項所述的正極材料，其特征在于，所述正極材料中鎂摻雜五氧化二釩的含量為85～95wt.％，碳的含量為5～15wt.％。

6.權(quán)利要求1～5任意一項所述的正極材料的制備方法，包括如下步驟：

(1)將表面活性劑、甲基丙烯酸單體和交聯(lián)劑分散于水中，得到水分散液；將所述水分散液與氧化劑混合，在氮氣保護下進行聚合反應(yīng)，得到交聯(lián)的PMAA微球模板；

(2)將偏釩酸銨、草酸在水中進行氧化還原反應(yīng)，得到釩氧化合物中間體溶液；

(3)將所述步驟(1)得到的交聯(lián)的PMAA微球模板、所述步驟(2)得到的釩氧化合物中間體溶液和鎂鹽混合，進行凝膠化反應(yīng)，得到Mg_xV₂O₅/PMAA前驅(qū)體；

(4)將所述Mg_xV₂O₅/PMAA前驅(qū)體進行煅燒，得到鎂摻雜五氧化二釩/碳復(fù)合正極材料；

所述步驟(1)和步驟(2)沒有時間順序的限定。

7.如權(quán)利要求6所述的制備方法，其特征在于，所述甲基丙烯酸單體、表面活性劑和交聯(lián)劑的質(zhì)量比為100:0.4～0.8:3～10。

8.如權(quán)利要求6所述的制備方法，其特征在于，所述凝膠化反應(yīng)的溫度為60～80℃，凝膠化反應(yīng)的時間為12～36小時。

9.如權(quán)利要求6所述的制備方法，其特征在于，所述釩源、氧化劑和鎂鹽的摩爾比為1:2.0～2.6:0.05～0.20。

10.如權(quán)利要求6所述的制備方法，其特征在于，所述煅燒包括以下步驟：在空氣氛圍中升溫至250～300℃，保溫2～4h；然后在氮氣氛圍中升溫至350～450℃燒結(jié)1～3h。