[發明專利]氟磷酸釩鋰/氟化石墨烯復合正極材料在鋰離子電容器中的應用

有效

• 申請號: 201711405870.7
• 申請日: 2017-12-22
• 公開（公告）號: CN107845507A
• 公開（公告）日: 2018-03-27
• 發明（設計）人: 林榮銓
• 申請（專利權）人: 株洲市智匯知識產權運營服務有限責任公司
• 主分類號: H01G11/50
• 分類號: H01G11/50;H01G11/24;H01G11/86
• 代理公司: 廣州粵高專利商標代理有限公司44102
• 代理人: 任重,馮振寧

1.氟磷酸釩鋰/氟化石墨烯復合正極材料在鋰離子電容器中的應用，其特征在于，將制備的氟磷酸釩鋰/氟化石墨烯復合正極材料制成電極片作為正極，采用活性炭和石墨混合制成電極片作為負極，正負極片之間夾以聚丙烯隔膜，組裝成鋰離子電容器，正負極片之間注入濃度為1mol/L的硝酸鋰水溶液為電解液；

其中，氟磷酸釩鋰/氟化石墨烯復合正極材料的制備步驟如下：

S1.將鋰源、釩源、氟源與磷源按照鋰、釩、氟、磷的原子比為1:1:1:1混合置于去離子水中，同時加入適量檸檬酸鈉和氧化石墨烯，在一定的溫度下充分攪拌形成混合液；

S2.把表面附著有釩化合物的碳基平躺著置于步驟S1所得混合液中浸漬數天，取出浸漬后的碳基烘干，然后在保護氣氛下進行高溫煅燒一段時間，后取出冷卻；

S3.以煅燒冷卻后的基體為對象，重復步驟S1、S2不少于2次；

S4.將步驟S3所得基體在保護性氣氛下進行依次低溫碳化處理和高溫合成處理，在基體表面得氟磷酸釩鋰/氟化石墨烯復合正極材料。

2.根據權利要求1所述氟磷酸釩鋰/氟化石墨烯復合正極材料在鋰離子電容器中的應用，其特征在于，步驟S1中所述檸檬酸鈉加入后的質量分數為30~40%，所述氧化石墨烯加入后的質量分數為5~10%，在溫度70~90^oC下攪拌0.5~2h。

3.根據權利要求1所述氟磷酸釩鋰/氟化石墨烯復合正極材料在鋰離子電容器中的應用，其特征在于，步驟S2所述表面附著有釩化合物的碳基在混合液中浸漬的天數為3~5天。

4.根據權利要求1所述氟磷酸釩鋰/氟化石墨烯復合正極材料在鋰離子電容器中的應用，其特征在于，步驟S2所述高溫煅燒在管式爐中進行，溫度為800~1000℃，煅燒時間為0.5~1h，保護氣氛為氮氣。

5.根據權利要求1所述氟磷酸釩鋰/氟化石墨烯復合正極材料在鋰離子電容器中的應用，其特征在于，步驟S4中，所述低溫碳化處理具體參數為：在500~580℃下低溫碳化1~2h，優選為在550℃下低溫碳化1.5h；所述高溫合成處理具體參數為：在800-900℃下高溫合成2~3h，優選為在850℃下高溫合成2.5h。

6.根據權利要求1~5任一項所述氟磷酸釩鋰/氟化石墨烯復合正極材料在鋰離子電容器中的應用，其特征在于，所述表面附著有釩化合物的碳基的制備方法為：將適量釩化合物與純水混合形成溶液或懸濁液，采用噴霧的形式將上述溶液或者懸濁液均勻噴涂在基體表面，然后把噴涂有釩化合物溶液的碳基真空烘干，再置于管式爐中，一定溫度下在保護氣氛中煅燒一定時間。

7.根據權利要求6所述氟磷酸釩鋰/氟化石墨烯復合正極材料在鋰離子電容器中的應用，其特征在于，基體上所述釩化合物為V₂O₅、NH₄VO₃、V₂O₃的一種或多種，所述釩化合物制成水溶液或者懸濁液的濃度為0.1~0.15mmol/ml。

8.根據權利要求6所述氟磷酸釩鋰/氟化石墨烯復合正極材料在鋰離子電容器中的應用，其特征在于，所述真空烘干具體操作是將基體置于溫度為110℃~120℃的真空干燥箱中烘干1~5小時。

9.根據權利要求5所述氟磷酸釩鋰/氟化石墨烯復合正極材料在鋰離子電容器中的應用，其特征在于，管式爐中煅燒溫度為300~600℃，時間為1~2小時，所述保護氣體為氮氣。