[發(fā)明專利]聚吡咯復(fù)合五氧化二釩電極材料的制備方法及其應(yīng)用在審
| 申請?zhí)枺?/td> | 202010086850.3 | 申請日： | 2020-02-11 |
| 公開（公告）號： | CN111244462A | 公開（公告）日： | 2020-06-05 |
| 發(fā)明（設(shè)計）人： | 李延偉;季靖程;姚金環(huán) | 申請（專利權(quán)）人： | 桂林理工大學(xué) |
| 主分類號： | H01M4/62 | 分類號： | H01M4/62;H01M4/48;H01M10/054 |
| 代理公司： | 暫無信息 | 代理人： | 暫無信息 |
| 地址： | 541004 廣西壯*** | 國省代碼： | 廣西;45 |
| 權(quán)利要求書： | 查看更多 | 說明書： | 查看更多 |
| 摘要： | |||
| 搜索關(guān)鍵詞： | 吡咯 復(fù)合 氧化 電極 材料 制備 方法 及其 應(yīng)用 | ||
本發(fā)明公開了一種聚吡咯復(fù)合五氧化二釩電極材料的制備方法及其應(yīng)用。以五氧化二釩粉體和雙氧水為原料，采用溶膠凝膠法結(jié)合真空冷凍干燥技術(shù)制備五氧化二釩前驅(qū)體；將五氧化二釩前驅(qū)體與吡咯單體復(fù)合，以氯化鐵為氧化劑，對苯甲磺酸為摻雜劑，制備聚吡咯復(fù)合五氧化二釩電極材料。該聚吡咯復(fù)合五氧化二釩電極材料應(yīng)用于制備鈉離子電池。本發(fā)明方法產(chǎn)率高、制備條件易于控制，制備的聚吡咯復(fù)合五氧化二釩電極材料作為鈉離子電池正極材料極化較小且具有優(yōu)異的倍率性能。
技術(shù)領(lǐng)域
本發(fā)明屬于鈉離子電池正極材料技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種聚吡咯復(fù)合五氧化二釩電極材料的制備方法及其應(yīng)用。
背景技術(shù)
鋰離子電池是目前應(yīng)用最為廣泛的一種儲能器件，但鋰的儲量有限并且分布不均，這將成為制約鋰離子電池發(fā)展的瓶頸問題。相比鋰資源而言，鈉儲量豐富且分布廣泛、成本低廉，鈉與鋰具有相似的物化性質(zhì)，鈉離子電池已被公認(rèn)為是替代鋰離子電池的首選之一。然而，鈉離子半徑大于鋰離子半徑，這使得鈉離子在電極材料中的嵌入和脫出更為困難。因此，設(shè)計開發(fā)適合鈉離子可逆嵌入和脫出的高性能電極材料是鈉離子電池發(fā)展的關(guān)鍵。具有雙層結(jié)構(gòu)的五氧化二釩因具有250 mAh/g的高理論比容量，被認(rèn)為是一種非常有應(yīng)用前景的鈉離子電池正極材料。但因五氧化二釩導(dǎo)電性較差，另外鈉離子半徑較大，在五氧化二釩層間的擴(kuò)散阻力大，循環(huán)過程中五氧化二釩層狀結(jié)構(gòu)容易坍塌進(jìn)而導(dǎo)致材料失去活性。聚吡咯（PPy）有較好的導(dǎo)電性，良好的化學(xué)穩(wěn)定性以及容易合成等優(yōu)點，將PPy與V2O5復(fù)合不僅可以提高材料的導(dǎo)電性，降低離子傳輸?shù)淖枇Γ疫€可以防止材料的粉化和團(tuán)聚從而改善電化學(xué)性能。
本發(fā)明申請?zhí)岢鲆环N將適量的PPy與V2O5復(fù)合的方法改善V2O5作為鈉離子電池正極材料的電化學(xué)性能。
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種聚吡咯復(fù)合五氧化二釩電極材料的制備方法及其應(yīng)用。
制備聚吡咯復(fù)合五氧化二釩電極材料的具體步驟為：
(1) 將0.0014 mol五氧化二釩粉體與3.85 mL去離子水混合，在攪拌的條件下按照五氧化二釩與H2O2的摩爾比為1:8的比例向混合物中滴加質(zhì)量百分比濃度為30%的雙氧水，滴加完成后繼續(xù)攪拌15分鐘，然后加入去離子水將混合溶液中五氧化二釩的濃度稀釋至0.056 mol/L，最后將混合溶液轉(zhuǎn)移至超聲波清洗儀中繼續(xù)超聲90分鐘，室溫下靜置陳化3天，得到紅棕色的五氧化二釩凝膠。
(2) 向步驟(1)制得的五氧化二釩凝膠中加入蒸餾水將五氧化二釩的濃度稀釋至0.028 mol/L，然后攪拌6小時，制得均一透明的五氧化二釩溶膠。
(3) 將步驟(2)制得的五氧化二釩溶膠在冰箱中冷凍24小時后轉(zhuǎn)移至冷凍干燥機(jī)中干燥至恒重后取出，制得五氧化二釩前驅(qū)體。
(4) 將步驟(3)制得的五氧化二釩前驅(qū)體置于馬弗爐中在空氣氣氛下升溫至200~300 ℃，升溫速度為1 ℃/分鐘，并在200~300 ℃保溫2小時，然后隨爐冷卻后，制得五氧化二釩電極材料。
(5) 將步驟(3)制得的五氧化二釩前驅(qū)體或步驟(4)制得的五氧化二釩電極材料與20 mL濃度為0.135 mol/L的氯化鐵溶液混合，并加入2~4滴對苯甲磺酸攪拌均勻，然后在冰浴和氬氣保護(hù)的條件下加入0.05 mL吡咯單體，反應(yīng)12小時，得到黑色沉淀。
(6) 將步驟(5)所得的黑色沉淀用蒸餾水離心至上清液無色且中性后將沉淀移至冰箱中冷凍24小時后轉(zhuǎn)移至冷凍干燥機(jī)中干燥至恒重后取出，即制得聚吡咯復(fù)合五氧化二釩電極材料。
本發(fā)明的聚吡咯復(fù)合五氧化二釩電極材料應(yīng)用于制備鈉離子電池。
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)利屬于桂林理工大學(xué)，未經(jīng)桂林理工大學(xué)許可，擅自商用是侵權(quán)行為。如果您想購買此專利、獲得商業(yè)授權(quán)和技術(shù)合作，請聯(lián)系【客服】
本文鏈接：http://www.szxzyx.cn/pat/books/202010086850.3/2.html，轉(zhuǎn)載請聲明來源鉆瓜專利網(wǎng)。
