[發(fā)明專利]一種電極材料釩酸鈷、其制備方法及應(yīng)用有效
| 申請(qǐng)?zhí)枺?/td> | 201811307934.4 | 申請(qǐng)日： | 2018-11-05 |
| 公開(kāi)（公告）號(hào)： | CN109455770B | 公開(kāi)（公告）日： | 2021-02-02 |
| 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人： | 王磊;孫靜;宗玲博;劉康;劉艷茹;林海峰 | 申請(qǐng)（專利權(quán)）人： | 青島科技大學(xué) |
| 主分類號(hào)： | H01M4/58 | 分類號(hào)： | H01M4/58;C01G51/00;H01M10/0525 |
| 代理公司： | 北京細(xì)軟智谷知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限責(zé)任公司 11471 | 代理人： | 趙芳 |
| 地址： | 266000 山*** | 國(guó)省代碼： | 山東;37 |
| 權(quán)利要求書(shū)： | 查看更多 | 說(shuō)明書(shū)： | 查看更多 |
| 摘要： | |||
| 搜索關(guān)鍵詞： | 一種 電極 材料 釩酸鈷 制備 方法 應(yīng)用 | ||
本發(fā)明提供一種電極材料釩酸鈷的制備方法及得到的釩酸鈷，及其在鋰電池負(fù)極材料中的應(yīng)用。所述電極材料釩酸鈷的制備方法以4’4?聯(lián)吡啶為模板，采用水熱法，先制備含有金屬釩鈷的無(wú)機(jī)?有機(jī)雜化材料，再選擇高溫進(jìn)行熱處理，獲得團(tuán)簇型棒狀多孔的CoV2O6，本發(fā)明提供的方法，原料來(lái)源豐富，成本低，得到的釩酸鈷純度高，表面多孔，當(dāng)作為電極使用，有效縮短了電子的傳輸路徑，大大提高了電池首次放電容量，本發(fā)明提供的電極材料釩酸鈷用于鋰離子電池負(fù)極材料時(shí)，在100mAh·g?1的電流密度下，首次放電容量高達(dá)1107，且具有良好的循環(huán)穩(wěn)定性。
技術(shù)領(lǐng)域
本發(fā)明屬于材料領(lǐng)域，具體涉及一種電極材料釩酸鈷、其制備方法及應(yīng)用。
背景技術(shù)
隨著混合動(dòng)力電動(dòng)車、電動(dòng)汽車以及大型儲(chǔ)能系統(tǒng)的市場(chǎng)需求日漸增多，鋰離子電池(LIBs)和超級(jí)電容器(SCs)受到越來(lái)越多科研人員的關(guān)注；然而，它們的性能仍落后于應(yīng)用需求的增加。對(duì)于能源儲(chǔ)存的迫切需求，一直激勵(lì)著全球范圍的研究人員尋找兼?zhèn)涓吣芰亢凸β拭芏鹊牟牧稀Ｈ欢瑸榱说窒麑?duì)石墨電極的過(guò)度依賴與環(huán)境問(wèn)題且實(shí)現(xiàn)更高的能量密度，替代陽(yáng)極的發(fā)展對(duì)于車輛應(yīng)用仍然至關(guān)重要。混合過(guò)渡金屬氧化物在很多領(lǐng)域如催化、鋰離子電池、超電等被視為最具前途的候選人，因其復(fù)雜的化學(xué)成分，高理論容量、低成本、轉(zhuǎn)換機(jī)制穩(wěn)定性高、界面效應(yīng)及多個(gè)金屬物種的協(xié)同效應(yīng)。金屬釩氧化物的在電化學(xué)方面表現(xiàn)較為突出，有望替代目前商用石墨，成為新型的鋰離子電池負(fù)極材料。金屬釩酸鹽類主要在合成及形貌調(diào)控方面得到人們?cè)絹?lái)越多的關(guān)注，合理的設(shè)計(jì)金屬釩酸鹽的納米結(jié)構(gòu)對(duì)于改善電子和離子電導(dǎo)率是非常必要的。
鈷的氧化物如Co3O4和CoO具有很高的理論容量分別為890和715mAhg-1,近年來(lái)，以Co3O4為基礎(chǔ)的納米材料被合成作為鋰電池的陽(yáng)極材料，包括介孔Co3O4、多孔Co3O4納米片、Co3O4納米線陣列、針狀的Co3O4納米管、多壁碳納米管/Co3O4納米復(fù)合材料和Co3O4納米棒復(fù)合氧化釩和釩酸鹽具有突出的理論容量?jī)?yōu)勢(shì)由于鋰插層后的多步還原和電子轉(zhuǎn)移。但是目前上述的電極材料循環(huán)性能表現(xiàn)不佳。
發(fā)明內(nèi)容
為了克服現(xiàn)有技術(shù)中電極材料循環(huán)性能不佳的技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明提供一種首次高放電容量的電極材料釩酸鈷的制備方法及得到的釩酸鈷，及其應(yīng)用。上述釩酸鈷以4’4-聯(lián)吡啶為模板，在水熱條件下，五氧化二釩和六水合氯化鈷反應(yīng)先形成含有金屬釩鈷的有機(jī)-無(wú)機(jī)雜化材料，然后進(jìn)行熱處理，得到團(tuán)簇型棒狀多孔的材料釩酸鈷，所述釩酸鈷具有優(yōu)秀的電化學(xué)性能。
本發(fā)明的目的是提供一種電極材料釩酸鈷的制備方法。
本發(fā)明的另一目的是提供一種上述方法得到的材料釩酸鈷。
本發(fā)明的再一目的是提供一種上述材料釩酸鈷在鋰電池負(fù)極材料中的應(yīng)用。
本發(fā)明提供一種電極材料釩酸鈷的制備方法，包括以下步驟：
(1)取五氧化二釩和六水合氯化鈷，溶解于水中，攪拌均勻，加入4’4-聯(lián)吡啶，加熱至190-200℃，保溫反應(yīng)155-160h，冷卻至室溫，過(guò)濾，得到沉淀，水洗，過(guò)濾，干燥，得到結(jié)晶狀的前驅(qū)體；
(2)將步驟(1)得到的前驅(qū)體加熱至550-580℃開(kāi)始煅燒，煅燒100-140min，得到所述釩酸鈷。
優(yōu)選地，步驟(1)中，五氧化二釩、六水合氯化鈷和4’4-聯(lián)吡啶的質(zhì)量比為8-9:15-20：4.4。
優(yōu)選地，步驟(1)中，所述所述加熱的升溫速率為5-10℃/min。
該專利技術(shù)資料僅供研究查看技術(shù)是否侵權(quán)等信息，商用須獲得專利權(quán)人授權(quán)。該專利全部權(quán)利屬于青島科技大學(xué)，未經(jīng)青島科技大學(xué)許可，擅自商用是侵權(quán)行為。如果您想購(gòu)買此專利、獲得商業(yè)授權(quán)和技術(shù)合作，請(qǐng)聯(lián)系【客服】
本文鏈接：http://www.szxzyx.cn/pat/books/201811307934.4/2.html，轉(zhuǎn)載請(qǐng)聲明來(lái)源鉆瓜專利網(wǎng)。
