[發明專利]一種釩酸錳材料的制備方法及其儲能應用

有效

• 申請號: 202010967882.4
• 申請日: 2020-09-15
• 公開（公告）號: CN112028123B
• 公開（公告）日: 2023-03-28
• 發明（設計）人: 鄭程;郭祝;徐祥城;楊浩
• 申請（專利權）人: 廣東工業大學
• 主分類號: C01G45/00
• 分類號: C01G45/00;H01G11/46;H01G11/50;H01M4/485;H01M4/505;H01M10/0525;H01M10/054
• 代理公司: 北京集佳知識產權代理有限公司 11227
• 代理人: 楊小紅

本申請屬于釩酸錳的技術領域，尤其涉及一種釩酸錳材料的制備方法及其儲能應用。本申請提供了釩酸錳材料的制備方法，包括如下步驟：步驟1、在堿性條件下，將可溶性錳源和NH₄V₄O₁₀混合反應，制得Mn(V₄O₁₀)₂；步驟2、將所述Mn(V₄O₁₀)₂加熱氧化，制得Mn₂V₂O₇釩酸錳材料。本申請提供了一種釩酸錳材料的制備方法及其的鋰離子電池、鋅離子電池和電容器等儲能器件中的應用，填補了Mn₂V₂O₇材料在制備工藝的技術空白。

技術領域

本申請屬于釩酸錳的技術領域，尤其涉及一種釩酸錳材料的制備方法及其儲能應用。

背景技術

隨著手機、筆記本電腦等日常使用的便攜式產品的普及化，鋰離子電池的需求量不斷增加。鋰離子電池能量密度高、低阻抗、超高倍率、比功率大、工作電壓高、循環性能好、無記憶效應、無污染等優勢，成為應用最為廣泛的二次電池之一，正極材料是鋰離子電池的核心材料之一，其性能和質量直接影響到鋰離子電池的容量、壽命、安全性等重要性能。

釩酸錳中的釩、錳原子為四面體結構，具有層狀結構，擁有良好的光學及電化學性能，在光學器件、電化學傳感器領域具有良好的應用前景。但是，目前對Mn₂V₂O₇的相關報道較少，制備工藝開發不足，現有采用水熱法制備了Mn₂V₂O₇納米材料，結果顯示出較良好的電化學性能。然而，對于納米材料，其組成、形貌及制備方法等都與性能密切相關，對材料的多樣化、潛在的功能多樣化具有重要意義，可見，開發不同組成、形貌的釩酸錳材料在材料領域急需突破。

發明內容

有鑒于此，本申請提供了一種釩酸錳材料的制備方法及其儲能應用，填補了Mn₂V₂O₇材料在制備工藝的技術空白。

本申請第一方面提供了釩酸錳材料的制備方法，包括如下步驟：

步驟1、在堿性條件下，將可溶性錳源和NH₄V₄O₁₀混合反應，制得Mn(V₄O₁₀)₂；

步驟2、將所述Mn(V₄O₁₀)₂加熱氧化，制得Mn₂V₂O₇釩酸錳材料。

作為優選，步驟1，所述混合反應的溫度為120～240℃，所述混合反應的時間為12～36h。

更優選的，步驟1，所述混合反應的溫度為120℃、180℃和240℃，所述混合反應的時間為12h、24h和36h。

最優選的，步驟1，所述混合反應的溫度為180℃，所述混合反應的時間為24h。

作為優選，步驟1，所述堿性條件的pH值為8～10。

最優選的，步驟1，所述堿性條件的pH值為9。

作為優選，步驟1，所述可溶性錳源選自氯化錳、硫酸錳和磷酸錳中的一種或多種。

更優選的，步驟1，所述可溶性錳源選自氯化錳。

作為優選，步驟2，所述加熱氧化的溫度為300～500℃，所述加熱氧化的時間為1～3h。