[發明專利]一種用于鋰離子電池的多孔VO2

在審

• 申請號: 202011265095.1
• 申請日: 2020-11-13
• 公開（公告）號: CN112397707A
• 公開（公告）日: 2021-02-23
• 發明（設計）人: 何葉紅
• 申請（專利權）人: 何葉紅
• 主分類號: H01M4/48
• 分類號: H01M4/48;H01M4/38;H01M10/0525
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• 代理人: 暫無信息

一種用于鋰離子電池的多孔VO₂微球及其制備方法。本發明涉及一種鋰離子電池，具體涉及一種鋰離子電池陰極材料及其制備方法。該方法將V₂O₅溶解于去離子水中，采用超聲分散機分散，使其完全溶解，并加入還原劑，采用恒溫磁力攪拌器攪拌溶液使其完全變為藍色后轉移至襯底模具中，鼓風干燥后冷卻可得VO₂粉末，再將VO₂粉末溶于溶液中，再加入去離子水將其沉淀出來，趁熱抽濾，并用乙醇反復洗滌，將濾餅置于真空烘箱中干燥即可獲得多孔VO2(VO₂)微球。本發明采用無模板法制備得到VO₂微球，省去了繁瑣的模板制備，采用水作為溶劑，安全環保，符合綠色發展的理念，將VO₂制成微球，解決了VO₂作為電極材料過程中的結構變形大、易聚集、循環穩定性差等缺陷。

技術領域

本發明涉及一種鋰離子電池，具體涉及一種鋰離子電池陰極材料及其制備方法。

背景技術

石油化工能源的發展對環境造成極大的污染，新能源材料應運而生，鋰離子電池作為新型能源的代表，在電子設備和交通運輸等領域已被廣泛應用。傳統的鋰離子電池陰極材料鈷酸鋰(LiCoO₂)、磷酸鐵鋰(LiFePO₄)、以及尖晶石結構錳酸鋰(LiMn₂O₄)，它們的比容量相對較低，其值均在200mAh.g-1以下，這極大限制了鋰離子電池的續航能力。

王曉中等人研究了單斜型VO₂材料的光電性質，其具有優異的導電性能。專利(CN109678208A)公開了一種用于鋅離子電池的空心五氧化二釩材料的制備方法。該方法將一定的釩鹽、表面活性劑、酸、溶劑等采用水熱法制備空心五氧化二釩的前驅體微米球，將五氧化二釩(V₂O₅)的前驅體置于氣氛爐中煅燒，最終得到具有空心結構的五氧化二釩的微米球。該方法制備的五氧化二釩的微米球正極材料擁有較高的充放電比容量和較穩定的循環性能，表明過渡金屬釩是作為鋰離子電池陰極材料的理想材料，但是空心五氧化二釩的制備多采用表面活性劑的模板法，模板的制備相對繁瑣，并且空心的結構往往導致微球內部松散，容易破裂聚集。

發明內容

針對上述問題，本發明提供一種用于鋰離子電池的多孔二氧化釩(VO₂)微球及其制備方法，本發明操作簡便，采用水作為溶劑，制備得到結構穩定的VO2多孔微球，省去了模板制備的繁瑣，將制得的VO₂微球用于鋰離子電池的陰極材料具有比容量高、循環穩定性佳等優點。

為了達到上述目的，本發明提供的種用于鋰離子電池的多孔VO₂微球及其制備方法，所述制備方法包括以下步驟：

步驟一、將V₂O₅溶解于去離子水中，采用超聲分散機分散，使其完全溶解；

步驟二、在V₂O₅的溶液中加入還原劑，采用恒溫磁力攪拌器攪拌溶液使其完全變為藍色；

步驟三、將步驟二中的藍色溶液轉移至襯底模具中，將模具置于鼓風烘箱中干燥一段時間，取出后置于室溫冷卻可得VO₂粉末；

步驟四、將VO₂粉末溶于溶液中，再加入去離子水將其沉淀出來，趁熱抽濾，并用乙醇反復多次洗滌，將濾餅置于真空烘箱中干燥即可獲得一種用于鋰離子電池的多孔VO2微球。

進一步地，所述步驟一中V₂O₅去離子水中的質量分數為1～4wt％；

進一步地，所述步驟一中超聲分散機的功率為50～70％，轉速為100～200r/min；