[發明專利]一種自支撐釩系石墨烯界面儲鋅材料及其制備方法與應用

在審

• 申請號: 202110275808.0
• 申請日: 2021-03-15
• 公開（公告）號: CN113066973A
• 公開（公告）日: 2021-07-02
• 發明（設計）人: 麥立強;李景昊;戴宇航;羅雯
• 申請（專利權）人: 武漢理工大學
• 主分類號: H01M4/48
• 分類號: H01M4/48;H01M4/587;H01M4/62;H01M10/36
• 代理公司: 湖北武漢永嘉專利代理有限公司 42102
• 代理人: 崔友明

1.一種自支撐釩系石墨烯界面儲鋅材料制備方法，其特征在于，包括：將石墨烯、釩溶膠以及正丙醇混合，采用水熱合成法得到二氧化釩石墨烯復合材料，再將所述二氧化釩石墨烯復合材料與碳納米管混勻，粉碎，抽濾，得到自支撐釩系石墨烯界面儲鋅材料。

2.根據權利要求1所述的自支撐釩系石墨烯界面儲鋅材料制備方法，其特征在于，所述將石墨烯、釩溶膠以及正丙醇混合，采用水熱合成法得到二氧化釩石墨烯復合材料包括：

將所述石墨烯與所述釩溶膠混合，加入至正丙醇溶液中得到混合溶液A，將所述混合溶液A超聲處理第一時長，再水熱第二時長，將得到的沉淀物洗滌，干燥，得到所述二氧化釩石墨烯復合材料。

3.根據權利要求2所述的自支撐釩系石墨烯界面儲鋅材料制備方法，其特征在于，所述水熱的加熱溫度在170℃至190℃范圍內，所述第二時長在11小時至13小時范圍內。

4.根據權利要求2所述的自支撐釩系石墨烯界面儲鋅材料制備方法，其特征在于，所述混合溶液A中，所述石墨烯的含量在0.76mg/mL至1.29mg/mL范圍內，所述釩溶膠的含量在4.49mg/mL至8.5mg/mL。

5.根據權利要求1所述的自支撐釩系石墨烯界面儲鋅材料制備方法，其特征在于，所述將所述二氧化釩石墨烯復合材料與所述碳納米管混勻，粉碎，抽濾，得到自支撐釩系石墨烯界面儲鋅材料包括：

將所述二氧化釩石墨烯復合材料與所述碳納米管混合加入去離子水中，所述碳納米管加入量與總體質量的質量比在28％至32％范圍內，超聲粉碎第三時長，抽濾至負載量達到1.9mg/cm²至2.5mg/cm²范圍內，得到所述自支撐釩系石墨烯界面儲鋅材料。

6.根據權利要求1-5任一項所述的自支撐釩系石墨烯界面儲鋅材料制備方法，其特征在于，所述石墨烯為還原氧化石墨烯。

7.根據權利要求6所述的自支撐釩系石墨烯界面儲鋅材料制備方法，其特征在于，所述還原氧化石墨烯的制備方法包括：

將石墨粉加入濃硫酸中，室溫攪拌第四時長，水浴加熱，并加入硝酸鈉，攪拌至所述硝酸鈉完全溶解，得到混合溶液B；

向所述混合溶液B中加入高錳酸鉀，攪拌，再加入蒸餾水，攪拌，得到氧化石墨烯溶液；

停止水浴加熱，向所述氧化石墨烯溶液中加入蒸餾水與過氧化氫，得到混合溶液C；

向所述混合溶液C中加入鹽酸溶液進行洗滌，洗滌后加入蒸餾水洗至中性，沉淀物分散于蒸餾水，超聲，去除沉淀物，取上清液為所述還原氧化石墨烯的溶液。

8.根據權利要求1-5任一項所述的自支撐釩系石墨烯界面儲鋅材料制備方法，其特征在于，所述釩溶膠的制備方法包括：

將五氧化二釩加熱第五時長，得到熔融物，將所述熔融物加入蒸餾水中攪拌，冷卻至室溫，過濾得到所述釩溶膠。

9.一種自支撐釩系石墨烯界面儲鋅材料，其特征在于，所述自支撐釩系石墨烯界面儲鋅材料由上述權利要求1-8任一項所述的自支撐釩系石墨烯界面儲鋅材料制備方法制備而成。

10.一種如權利要求9所述的自支撐釩系石墨烯界面儲鋅材料的應用，其特征在于，所述自支撐釩系石墨烯界面儲鋅材料用于制備鋅離子電池正極活性材料。