CN104591281A - 一种孔隙可控的三维多孔v2o5分级微米八面体及其制备方法和应用 - Google Patents

一种孔隙可控的三维多孔v2o5分级微米八面体及其制备方法和应用 Download PDF

Info

Publication number
CN104591281A
CN104591281A CN201410843910.6A CN201410843910A CN104591281A CN 104591281 A CN104591281 A CN 104591281A CN 201410843910 A CN201410843910 A CN 201410843910A CN 104591281 A CN104591281 A CN 104591281A
Authority
CN
China
Prior art keywords
micron
dimensional porous
octahedra
octahedron
classification
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
CN201410843910.6A
Other languages
English (en)
Inventor
麦立强
熊方宇
张鹏飞
安琴友
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Wuhan University of Technology WUT
Original Assignee
Wuhan University of Technology WUT
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Wuhan University of Technology WUT filed Critical Wuhan University of Technology WUT
Priority to CN201410843910.6A priority Critical patent/CN104591281A/zh
Publication of CN104591281A publication Critical patent/CN104591281A/zh
Pending legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C01—INORGANIC CHEMISTRY
    • C01G—COMPOUNDS CONTAINING METALS NOT COVERED BY SUBCLASSES C01D OR C01F
    • C01G31/00—Compounds of vanadium
    • C01G31/02—Oxides
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M4/00—Electrodes
    • H01M4/02—Electrodes composed of, or comprising, active material
    • H01M4/36—Selection of substances as active materials, active masses, active liquids
    • H01M4/48—Selection of substances as active materials, active masses, active liquids of inorganic oxides or hydroxides
    • H01M4/483—Selection of substances as active materials, active masses, active liquids of inorganic oxides or hydroxides for non-aqueous cells
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C01—INORGANIC CHEMISTRY
    • C01P—INDEXING SCHEME RELATING TO STRUCTURAL AND PHYSICAL ASPECTS OF SOLID INORGANIC COMPOUNDS
    • C01P2002/00—Crystal-structural characteristics
    • C01P2002/70—Crystal-structural characteristics defined by measured X-ray, neutron or electron diffraction data
    • C01P2002/72—Crystal-structural characteristics defined by measured X-ray, neutron or electron diffraction data by d-values or two theta-values, e.g. as X-ray diagram
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C01—INORGANIC CHEMISTRY
    • C01P—INDEXING SCHEME RELATING TO STRUCTURAL AND PHYSICAL ASPECTS OF SOLID INORGANIC COMPOUNDS
    • C01P2004/00—Particle morphology
    • C01P2004/01—Particle morphology depicted by an image
    • C01P2004/03—Particle morphology depicted by an image obtained by SEM
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C01—INORGANIC CHEMISTRY
    • C01P—INDEXING SCHEME RELATING TO STRUCTURAL AND PHYSICAL ASPECTS OF SOLID INORGANIC COMPOUNDS
    • C01P2004/00—Particle morphology
    • C01P2004/60—Particles characterised by their size
    • C01P2004/61—Micrometer sized, i.e. from 1-100 micrometer
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C01—INORGANIC CHEMISTRY
    • C01P—INDEXING SCHEME RELATING TO STRUCTURAL AND PHYSICAL ASPECTS OF SOLID INORGANIC COMPOUNDS
    • C01P2006/00—Physical properties of inorganic compounds
    • C01P2006/12—Surface area
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C01—INORGANIC CHEMISTRY
    • C01P—INDEXING SCHEME RELATING TO STRUCTURAL AND PHYSICAL ASPECTS OF SOLID INORGANIC COMPOUNDS
    • C01P2006/00—Physical properties of inorganic compounds
    • C01P2006/16—Pore diameter
    • C01P2006/17—Pore diameter distribution
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C01—INORGANIC CHEMISTRY
    • C01P—INDEXING SCHEME RELATING TO STRUCTURAL AND PHYSICAL ASPECTS OF SOLID INORGANIC COMPOUNDS
    • C01P2006/00—Physical properties of inorganic compounds
    • C01P2006/40—Electric properties
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M4/00—Electrodes
    • H01M4/02—Electrodes composed of, or comprising, active material
    • H01M2004/026—Electrodes composed of, or comprising, active material characterised by the polarity
    • H01M2004/028—Positive electrodes
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E60/00—Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • Y02E60/10—Energy storage using batteries

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Inorganic Chemistry (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Electrochemistry (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Battery Electrode And Active Subsutance (AREA)

Abstract

本发明涉及一种孔隙可控的三维多孔V2O5分级微米八面体及其制备方法，该材料可作为高倍率锂离子电池正极活性材料，其直径为3-6微米，由纳米级V2O5亚单元取向搭接而成，并形成高度多孔结构，孔结构为孔径分布在2-3nm和10-40nm的介孔，本发明的有益效果是：基于三维多孔分级纳米结构的独特优势，通过简便的溶剂热—退火两步法获得三维多孔V2O5分级微米八面体。作为锂离子电池正极活性材料时，该微米八面体表现出优异的循环稳定性与高倍率特性，是高倍率、长寿命锂离子电池的潜在应用材料。本发明工艺简单，符合绿色化学的要求，对设备要求低，有利于市场化推广。

Description

一种孔隙可控的三维多孔V2O5分级微米八面体及其制备方法和应用
技术领域
本发明属于纳米材料与电化学技术领域，具体涉及一种孔隙可控的三维多孔V2O5分级微米八面体及其制备方法，该材料可作为高倍率锂离子电池正极活性材料。
背景技术
锂电池是最有潜力的储能系统之一，其具有能量利用效率高、轻质、环境友好等优点，已广泛应用于手机、数码相机、笔记本电脑等便携设备，并被作为动力移动电源的最佳选择。而为了在纯电动汽车和混合动力汽车方面得到应用，锂电池需要具有更优异的倍率性能和循环性能，以及更高的容量。纳米材料具有高的比表面积以及更好的活性，作为锂离子电池电极材料时与电解液接触面积大、锂离子脱嵌距离短，能有效提高材料的电化学活性，作为高倍率锂离子电池电极材料时具有显著的优势。因此，研究基于新型纳米电极材料的大容量、高倍率、长寿命、低成本锂离子电池是当前低碳经济时代锂离子电池研究的前沿和热点之一。因具有高比表面积以及与电解液的良好接触促进锂离子的扩散，因而减少极化和充放电过程中存在的结构应力，多孔的纳米电极材料展现出极大的优势。除此以外，分级结构可以有效地减少再循环过程中电极材料的自团聚现象。
作为一种有潜力的正极材料，层状结构的V2O5具有原料便宜，储量丰富，理论容量高等优点，因而被广泛地研究。然而这种电极材料的两个关键问题是，由于其缓慢的电化学动力学和结构的不稳定性所导致的高倍率和循环寿命方面的限制。近些年来，合成微纳米结构的钒氧化物，通过获得更大的比表面积和短的离子/电子传输路径从而提高其电化学动力学性能成为一研究热点，但通过简便的溶剂热—退火两步法合成一种孔隙可控的三维多孔V2O5分级微米八面体仍未见报道。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是针对上述现有技术而提供一种孔隙可控的三维多孔V2O5分级微米八面体及其制备方法，其工艺简单、符合绿色化学的要求，三维多孔V2O5分级微米八面体具有优良的电化学性能。
本发明解决上述技术问题所采用的技术方案是：一种孔隙可控的三维多孔V2O5分级微米八面体，其直径为3-6微米，由纳米级V2O5亚单元取向搭接而成，并形成高度多孔结构，孔结构为孔径分布在2-3nm和10-40nm的介孔，采用下述方法制得，包括有以下步骤：
1)将尿素加入到去离子水中，搅拌10-20min使其溶解；
2)在步骤1)所得溶液中，加入NH4VO3，水浴条件下搅拌10-20min；
3)在步骤2)所得溶液中，加入1，2-丙二醇，继续水浴搅拌1-3小时；
4)将步骤3)所得的溶液转入反应釜中水热反应，取出反应釜，自然冷却至室温；
5)将步骤4)所得产物离心过滤，并用无水乙醇洗涤3-5次，在烘箱中烘干，即得到钒酸铵微米八面体黑色粉末；
6)将步骤5)所得产物置于马弗炉中煅烧，即得到三维多孔V2O5分级微米八面体。
按上述方案，步骤1)所述的尿素为2-5g；去离子水为10-20mL；步骤2)所述的NH4VO3为1-3mmol；水浴温度为60-80℃；步骤3)所述的1，2-丙二醇为40-60mL。
按上述方案，步骤4)所述的水热反应温度为140-200℃；反应时间为3-48小时。
按上述方案，步骤6)所述的煅烧温度为350-600℃；煅烧时间为1-8小时。
所述的孔隙可控的三维多孔V2O5分级微米八面体的制备方法，包括有以下步骤：
1)将尿素加入到去离子水中，搅拌10-20min使其溶解；
2)在步骤1)所得溶液中，加入NH4VO3，水浴条件下搅拌10-20min；
3)在步骤2)所得溶液中，加入1，2-丙二醇，继续水浴搅拌1-3小时；
4)将步骤3)所得的溶液转入反应釜中水热反应，取出反应釜，自然冷却至室温；
5)将步骤4)所得产物离心过滤，并用无水乙醇洗涤3-5次，在烘箱中烘干，即得到钒酸铵微米八面体黑色粉末；
6)将步骤5)所得产物置于马弗炉中煅烧，即得到三维多孔V2O5分级微米八面体。
所述的孔隙可控的三维多孔V2O5分级微米八面体作为高倍率锂离子电池正极活性材料的应用。
本发明缩短了锂离子扩散距离，在锂离子脱嵌过程中缓冲材料体积急剧变化而保证其结构和化学稳定性，进而有效提高了材料的电化学性能。该材料作为锂电池正极活性材料时，在2000mA/g高电流密度下放电、100mA/g电流密度下充电的恒流充放电测试结果表明，其首次放电比容量可达96mAh/g，500次循环后为93mAh/g，容量保持率为96.9％。该结果表明该三维多孔V2O5分级微米八面体具有优异的循环稳定性与高倍率特性，是高功率、长寿命锂电池的潜在应用材料。
另外，三维多孔V2O5分级微米八面体通过简便的溶剂热—退火两步法合成，工艺简单，并且其孔结构通过改变反应物浓度、反应温度和时间即可控制，为探索大规模合成多孔纳米材料做出了努力。
本发明的有益效果是：基于三维多孔分级纳米结构的独特优势，通过简便的溶剂热—退火两步法获得三维多孔V2O5分级微米八面体。作为锂离子电池正极活性材料时，该微米八面体表现出优异的循环稳定性与高倍率特性，是高倍率、长寿命锂离子电池的潜在应用材料。本发明工艺简单，符合绿色化学的要求，对设备要求低，有利于市场化推广。
附图说明
图1是本发明实施例1的三维多孔V2O5分级微米八面体的XRD图；
图2是本发明实施例1的三维多孔V2O5分级微米八面体的SEM图；
图3是本发明实施例1的三维多孔V2O5分级微米八面体的TEM图及SAED图；
图4是本发明实施例1的三维多孔V2O5分级微米八面体的合成机理图；
图5是本发明实施例1的三维多孔V2O5分级微米八面体的BET及孔径分布图；
图6是本发明实施例1的三维多孔V2O5分级微米八面体的孔结构调节SEM图；
图7是本发明实施例1的三维多孔V2O5分级微米八面体在高电流密度(2000mA g-1)放电、低电流密度(100mA g-1)充电的循环图。
图8是本发明实施例1的三尾多孔V2O5分级微米八面体在不同电流密度下放电、低电流密度(100mA g-1)充电的电池倍率性能曲线图。
具体实施方式
为了更好地理解本发明，下面结合实施例进一步阐明本发明的内容，但本发明的内容不仅仅局限于下面的实施例。
实施例1：
孔隙可控的三维多孔V2O5分级微米八面体的制备方法，它包括如下步骤：
1)将3g尿素加入到10mL去离子水中，搅拌10min使其溶解；
2)在步骤1)所得溶液中，加入2mmol NH4VO3，80℃水浴条件下搅拌20min；
3)在步骤2)所得溶液中，加入50mL 1，2-丙二醇，继续水浴搅拌1小时；
4)将步骤3)所得的溶液转入100mL反应釜中，在180℃条件下反应6小时，取出反应釜，自然冷却至室温；
5)将步骤4)所得产物离心过滤，并用无水乙醇反复洗涤，在80℃烘箱中烘干，即得到钒酸铵微米八面体黑色粉末；
6)将步骤5)所得产物置于马弗炉中在350℃条件下煅烧5小时，即得到三维多孔V2O5分级微米八面体。
如图4所示，本发明的合成机理是：合成反应过程包括成形和造孔两个过程，合成由纳米级亚单元取向搭接而成的三维多孔结构；该种混合结构能够更有效缓冲电极材料充放电过程的膨胀收缩、提高有效的电极材料与电解液的接触面积，从而获得长寿命、高倍率的电化学性能。
以本实例产物三维多孔V2O5分级微米八面体为例，其结构由X-射线衍射仪确定。如图1所示，X-射线衍射图谱(XRD)表明，三维多孔结构钒氧化物为V2O5(JCPDS卡片号为00-041-1426)，无其它杂相。如图2所示，场发射扫描电镜(FESEM)测试表明，该三维多孔V2O5分级微米八面体直径3-6微米，由纳米级亚单元取向搭接而成，并形成高度多孔结构。如图3所示，透射电镜(TEM)、高分辨透射电极(HRTEM)及选区电子衍射(SAED)测试表明该纳米结构具有良好的晶体结构且为单晶。如图4所示，该三维多孔V2O5分级微米八面体的形成过程是由于兼为表面活性剂和还原剂的尿素以及高温处理的协同作用导致，其过程包括成盘和造孔两个过程。最终形成由纳米级亚单元取向搭接而成复合纳米结构。如图5所示，三维多孔V2O5分级微米八面体的氮吸附-脱附曲线为Ⅳ型曲线，其比表面积达17.30m2/g，孔结构为孔径分布在2-3和10-40nm的介孔。如图6所示，场发射扫描电镜(FESEM)测试显示，通过控制合成工艺的参数，三维多孔V2O5分级微米八面体的多孔结构被有效地调控。
本发明制备的三维多孔V2O5分级微米八面体作为锂离子电池正极活性材料，锂离子电池的制备方法其余步骤与通常的制备方法相同。正极片的制备方法如下，采用三维多孔V2O5分级微米八面体作为活性材料，乙炔黑作为导电剂，聚四氟乙烯作为粘结剂，活性材料、乙炔黑、聚四氟乙烯的质量比为70:20:10；将它们按比例充分混合后，加入少量异丙醇，研磨均匀，在对辊机上压约0.2mm厚的电极片；压好的正极片置于80℃的烘箱干燥24小时后备用。以1M的LiPF6溶解于乙烯碳酸酯(EC)和碳酸二甲酯(DMC)中作为电解液，锂片为负极，Celgard 2325为隔膜，CR 2025型不锈钢为电池外壳组装成扣式锂离子电池。
以三维多孔V2O5为例，如图7所示，该材料作为锂电池正极活性材料时，在100mA/g电流密度下恒流充放电测试，其首次容量为135mA/g，而在循环60次后容量为141mA/g；在2000mA/g高电流密度下放电、100mA/g电流密度下充电的恒流充放电测试，其首次放电比容量可达96mAh/g，500次循环后为93mAh/g，容量保持率为96.9％。该结果表明三维多孔V2O5分级微米八面体具有优异的高倍率特性，是高功率、长寿命锂离子电池的潜在应用材料。
实施例2：
孔隙可控的三维多孔V2O5分级微米八面体制备方法，它包括如下步骤：
1)将4g尿素加入到10mL去离子水中，搅拌10min使其溶解；
2)在步骤1)所得溶液中，加入2mmol NH4VO3，70℃水浴条件下搅拌15min；
3)在步骤2)所得溶液中，加入50mL 1，2-丙二醇，继续水浴搅拌2小时；
4)将步骤3)所得的溶液转入100mL反应釜中，在200℃条件下反应48小时，取出反应釜，自然冷却至室温；
5)将步骤4)所得产物离心过滤，并用无水乙醇反复洗涤，在80℃烘箱中烘干，即得到NH4VO3微米八面体黑色粉末；
6)将步骤5)所得产物置于马弗炉中在500℃条件下煅烧4小时，即得到三维多孔V2O5分级微米八面体。
以本实施例所得的三维多孔V2O5分级微米八面体为例，该材料作为锂电池正极活性材料时，在100mA/g电流密度下恒流充放电测试，其首次容量为138mA/g；在2000mA/g高电流密度下放电、100mA/g电流密度下充电的恒流充放电测试，其首次放电比容量可达94mAh/g，500次循环后为88mAh/g，容量保持率为93.6％。
实施例3：
孔隙可控的三维多孔V2O5分级微米八面体制备方法，它包括如下步骤：
1)将5g尿素加入到20mL去离子水中，搅拌20min使其溶解；
2)在步骤1)所得溶液中，加入3mmol NH4VO3，60℃水浴条件下搅拌10min；
3)在步骤2)所得溶液中，加入60mL 1，2-丙二醇，继续水浴搅拌3小时；
4)将步骤3)所得的溶液转入100mL反应釜中，在140℃条件下反应16小时，取出反应釜，自然冷却至室温；
5)将步骤4)所得产物离心过滤，并用无水乙醇反复洗涤，在80℃烘箱中烘干，即得到钒酸铵微米八面体黑色粉末；
6)将步骤5)所得产物置于马弗炉中在400℃条件下煅烧1小时，即得到三维多孔V2O5分级微米八面体。
以本实施例所得的三维多孔V2O5分级微米八面体为例，该材料作为锂电池正极活性材料时，在100mA/g电流密度下恒流充放电测试，其首次容量为132mA/g；在2000mA/g高电流密度下放电、100mA/g电流密度下充电的恒流充放电测试，其首次放电比容量可达95mAh/g，500次循环后为91mAh/g，容量保持率为95.8％。
实施例4：
孔隙可控的三维多孔V2O5分级微米八面体制备方法，它包括如下步骤：
1)将3g尿素加入到10mL去离子水中，搅拌10min使其溶解；
2)在步骤1)所得溶液中，加入2mmol NH4VO3，80℃水浴条件下搅拌20min；
3)在步骤2)所得溶液中，加入50mL 1，2-丙二醇，继续水浴搅拌1小时；
4)将步骤3)所得的溶液转入100mL反应釜中，在180℃条件下反应48小时，取出反应釜，自然冷却至室温；
5)将步骤4)所得产物离心过滤，并用无水乙醇反复洗涤，在80℃烘箱中烘干，即得到钒酸铵微米八面体黑色粉末；
6)将步骤5)所得产物置于马弗炉中在500℃条件下煅烧6小时，即得到三维多孔V2O5分级微米八面体。
以本实施例所得的三维多孔V2O5分级微米八面体为例，该材料作为锂电池正极活性材料时，在100mA/g电流密度下恒流充放电测试，其首次容量为139mA/g；在2000mA/g高电流密度下放电、100mA/g电流密度下充电的恒流充放电测试，其首次放电比容量可达97mAh/g，500次循环后为86mAh/g，容量保持率为88.6％。
实施例5：
孔隙可控的三维多孔V2O5分级微米八面体制备方法，它包括如下步骤：
1)将3g尿素加入到10mL去离子水中，搅拌10min使其溶解；
2)在步骤1)所得溶液中，加入2mmol NH4VO3，80℃水浴条件下搅拌20min；
3)在步骤2)所得溶液中，加入40mL 1，2-丙二醇，继续水浴搅拌2小时；
4)将步骤3)所得的溶液转入100mL反应釜中，在180℃条件下反应6小时，取出反应釜，自然冷却至室温；
5)将步骤4)所得产物离心过滤，并用无水乙醇反复洗涤，在80℃烘箱中烘干，即得到钒酸铵微米八面体黑色粉末；
6)将步骤5)所得产物置于马弗炉中在600℃条件下煅烧8小时，即得到三维多孔V2O5分级微米八面体。
以本实施例所得的三维多孔V2O5分级微米八面体为例，该材料作为锂电池正极活性材料时，在100mA/g电流密度下恒流充放电测试，其首次容量为129mA/g；在2000mA/g高电流密度下放电、100mA/g电流密度下充电的恒流充放电测试，其首次放电比容量可达92mAh/g，500次循环后为87mAh/g，容量保持率为94.6％。
实施例6：
孔隙可控的三维多孔V2O5分级微米八面体制备方法，它包括如下步骤：
1)将1.5g尿素加入到10mL去离子水中，搅拌10min使其溶解；
2)在步骤1)所得溶液中，加入0.1mmol NH4VO3，80℃水浴条件下搅拌20min；
3)在步骤2)所得溶液中，加入50mL 1，2-丙二醇，继续水浴搅拌1小时；
4)将步骤3)所得的溶液转入100mL反应釜中，在180℃条件下反应36小时，取出反应釜，自然冷却至室温；
5)将步骤4)所得产物离心过滤，并用无水乙醇反复洗涤，在80℃烘箱中烘干，即得到钒酸铵微米八面体黑色粉末；
6)将步骤5)所得产物置于马弗炉中在500℃条件下煅烧2小时，即得到三维多孔V2O5分级微米八面体。
以本实施例所得的三维多孔V2O5分级微米八面体为例，该材料作为锂电池正极活性材料时，在100mA/g电流密度下恒流充放电测试，其首次容量为132mA/g；在2000mA/g高电流密度下放电、100mA/g电流密度下充电的恒流充放电测试，其首次放电比容量可达91mAh/g，500次循环后为85.mAh/g，容量保持率为93.4％。

Claims (9)

1.一种孔隙可控的三维多孔V2O5分级微米八面体，其直径为3-6微米，由纳米级V2O5亚单元取向搭接而成，并形成高度多孔结构，孔结构为孔径分布在2-3nm和10-40nm的介孔，采用下述方法制得，包括有以下步骤：
1)将尿素加入到去离子水中，搅拌10-20min使其溶解；
2)在步骤1)所得溶液中，加入NH4VO3，水浴条件下搅拌10-20min；
3)在步骤2)所得溶液中，加入1，2-丙二醇，继续水浴搅拌1-3小时；
4)将步骤3)所得的溶液转入反应釜中水热反应，取出反应釜，自然冷却至室温；
5)将步骤4)所得产物离心过滤，并用无水乙醇洗涤3-5次，在烘箱中烘干，即得到钒酸铵微米八面体黑色粉末；
6)将步骤5)所得产物置于马弗炉中煅烧，即得到三维多孔V2O5分级微米八面体。
2.根据权利要求1所述的孔隙可控的三维多孔V2O5分级微米八面体，其特征在于步骤1)所述的尿素为2-5g；去离子水为10-20mL；步骤2)所述的NH4VO3为1-3mmol；水浴温度为60-80℃；步骤3)所述的1，2-丙二醇为40-60mL。
3.根据权利要求1或2所述的孔隙可控的三维多孔V2O5分级微米八面体，其特征在于步骤4)所述的水热反应温度为140-200℃；反应时间为3-48小时。
4.根据权利要求1或2所述的孔隙可控的三维多孔V2O5分级微米八面体，其特征在于步骤6)所述的煅烧温度为350-600℃；煅烧时间为1-8小时。
5.权利要求1所述的孔隙可控的三维多孔V2O5分级微米八面体的制备方法，包括有以下步骤：
1)将尿素加入到去离子水中，搅拌10-20min使其溶解；
2)在步骤1)所得溶液中，加入NH4VO3，水浴条件下搅拌10-20min；
3)在步骤2)所得溶液中，加入1，2-丙二醇，继续水浴搅拌1-3小时；
4)将步骤3)所得的溶液转入反应釜中水热反应，取出反应釜，自然冷却至室温；
5)将步骤4)所得产物离心过滤，并用无水乙醇洗涤3-5次，在烘箱中烘干，即得到钒酸铵微米八面体黑色粉末；
6)将步骤5)所得产物置于马弗炉中煅烧，即得到三维多孔V2O5分级微米八面体。
6.根据权利要求5所述的孔隙可控的三维多孔V2O5分级微米八面体的制备方法，其特征在于步骤1)所述的尿素为2-5g；去离子水为10-20mL；步骤2)所述的NH4VO3为1-3mmol；水浴温度为60-80℃；步骤3)所述的1，2-丙二醇为40-60mL。
7.根据权利要求5或6所述的孔隙可控的三维多孔V2O5分级微米八面体的制备方法，其特征在于步骤4)所述的水热反应温度为140-200℃；反应时间为3-48小时。
8.根据权利要求5或6所述的孔隙可控的三维多孔V2O5分级微米八面体的制备方法，其特征在于步骤6)所述的煅烧温度为350-600℃；煅烧时间为1-8小时。
9.权利要求1所述的孔隙可控的三维多孔V2O5分级微米八面体作为高倍率锂离子电池正极活性材料的应用。
CN201410843910.6A 2014-12-30 2014-12-30 一种孔隙可控的三维多孔v2o5分级微米八面体及其制备方法和应用 Pending CN104591281A (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201410843910.6A CN104591281A (zh) 2014-12-30 2014-12-30 一种孔隙可控的三维多孔v2o5分级微米八面体及其制备方法和应用

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201410843910.6A CN104591281A (zh) 2014-12-30 2014-12-30 一种孔隙可控的三维多孔v2o5分级微米八面体及其制备方法和应用

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN104591281A true CN104591281A (zh) 2015-05-06

Family

ID=53117398

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201410843910.6A Pending CN104591281A (zh) 2014-12-30 2014-12-30 一种孔隙可控的三维多孔v2o5分级微米八面体及其制备方法和应用

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN104591281A (zh)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN112436122A (zh) * 2020-11-25 2021-03-02 上海电气集团股份有限公司 复合正极材料、嵌锂复合正极材料、电池及其制备和应用

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20130163145A1 (en) * 2011-12-22 2013-06-27 Ming Jay DENG Electrochemical energy storage system
CN103693690A (zh) * 2013-12-20 2014-04-02 武汉理工大学 一种孔隙可控的三维多孔v2o5分级纳米盘及其制备方法和应用
CN104176779A (zh) * 2014-08-12 2014-12-03 武汉理工大学 具有三维联通纳米网络结构的五氧化二钒及其制备方法和应用

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20130163145A1 (en) * 2011-12-22 2013-06-27 Ming Jay DENG Electrochemical energy storage system
CN103693690A (zh) * 2013-12-20 2014-04-02 武汉理工大学 一种孔隙可控的三维多孔v2o5分级纳米盘及其制备方法和应用
CN104176779A (zh) * 2014-08-12 2014-12-03 武汉理工大学 具有三维联通纳米网络结构的五氧化二钒及其制备方法和应用

Non-Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
ANQIANG PAN ET AL.: "Synthesis of hierarchical three-dimensional vanadium oxide microstructures as high-capacity cathode materials for lithium-Ion batteries", 《APPLIED MATERIALS & INTERFCACES》 *
LIQIANG MAI ET AL.: "Electrospun ultralong hierarchical vanadium oxide nanowires with high performance for lithium ion batteries", 《NANO LETTERS》 *
QINYOU AN ET AL.: "Three-dimensional porous V2O5 hierarchical octahedrons with adjustable pore architectures for long-life lithium battery", 《NANO RESEARCH》 *

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN112436122A (zh) * 2020-11-25 2021-03-02 上海电气集团股份有限公司 复合正极材料、嵌锂复合正极材料、电池及其制备和应用
CN112436122B (zh) * 2020-11-25 2022-04-05 上海电气集团股份有限公司 复合正极材料、嵌锂复合正极材料、电池及其制备和应用

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN105655577B (zh) 一种湿法混锂改善锂离子电池正极材料高温固相反应的方法
CN103904321B (zh) 锂离子电池负极材料锰酸锂的高温固相制备方法
CN103545518B (zh) 磷酸钒锂/碳异质介孔纳米线材料及其制备方法和应用
CN108598394B (zh) 碳包覆磷酸钛锰钠微米球及其制备方法和应用
CN104124429B (zh) 一种中空结构的锂钒氧/碳纳米管复合材料及其制备方法和应用
CN103390748B (zh) 一种氧化铝包覆钴酸锂正极材料的制备方法
CN103594693A (zh) 一种二氧化钛/铌钛氧化物复合材料及其制备和应用
CN106935830B (zh) 一种锂离子电池复合正极材料及其制备方法和应用
CN104466155B (zh) 一种高库伦效率锂离子电池负极材料菊花形状纳米二氧化钛的制备方法
CN104292100B (zh) 对苯二甲酸钙作为锂离子电池负极材料的应用
CN105226267A (zh) 三维碳纳米管修饰尖晶石镍锰酸锂材料及其制备方法和应用
CN103693690B (zh) 一种孔隙可控的三维多孔v2o5分级纳米盘及其制备方法和应用
CN107311119B (zh) 四硒化二钴镍中空纳米棱柱材料及其制备方法和应用
CN103811741B (zh) 钒氧化物纳米线围绕而成的栗子花状中空微球及其制备方法和应用
CN115057485A (zh) 一种非金属硼掺杂的层状氧化物钠离子电池正极材料及其制备方法和应用
CN105514375A (zh) 一种碳包覆Na0.55Mn2O4·1.5H2O纳米复合材料及其制备方法
CN109346717B (zh) 一种自支撑NaxMnO2阵列钠离子电池正极材料及其制备方法
CN113735174B (zh) 一种基于一价阳离子掺杂锰基化合物的水系锌离子电池正极材料及其制备方法和应用
CN108899520B (zh) 球花状Na3V2O2(PO4)2F-GO纳米复合材料及其制备方法和应用
CN104934577B (zh) 嵌入石墨烯网络的介孔Li3VO4/C纳米椭球复合材料及其制备方法和应用
CN104176779B (zh) 具有三维联通纳米网络结构的五氧化二钒及其制备方法和应用
CN103117379B (zh) B相二氧化钒自缓冲混合纳米材料及其制备方法和应用
WO2023216453A1 (zh) 一种核壳梯度三元前驱体及其制备方法和应用
CN110931726A (zh) 一种钛酸锂负极复合材料及其制备方法、锂离子电池
CN108975388A (zh) 一种一锅合成LiEuTiO4锂离子电池阳极材料的方法

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
C02 Deemed withdrawal of patent application after publication (patent law 2001)
WD01 Invention patent application deemed withdrawn after publication

Application publication date: 20150506