CN104659352A - 一种用于钠离子电池的正极材料的制备方法 - Google Patents

一种用于钠离子电池的正极材料的制备方法 Download PDF

Info

Publication number
CN104659352A
CN104659352A CN201510099707.7A CN201510099707A CN104659352A CN 104659352 A CN104659352 A CN 104659352A CN 201510099707 A CN201510099707 A CN 201510099707A CN 104659352 A CN104659352 A CN 104659352A
Authority
CN
China
Prior art keywords
ion battery
sodium
obtains
electro
gel
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
CN201510099707.7A
Other languages
English (en)
Inventor
李延伟
姚金环
李世玉
姜吉琼
杨建文
张灵志
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.)
Guilin University of Technology
Original Assignee
Guilin University of Technology
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 Guilin University of Technology filed Critical Guilin University of Technology
Priority to CN201510099707.7A priority Critical patent/CN104659352A/zh
Publication of CN104659352A publication Critical patent/CN104659352A/zh
Pending legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • 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

  • Battery Electrode And Active Subsutance (AREA)
  • Secondary Cells (AREA)

Abstract

本发明公开了一种用于钠离子电池的正极材料的制备方法。(1)电解液制备：以V2O5粉体、蒸馏水和H2O2为原料，在超声作用下反应制取V2O5凝胶，将V2O5凝胶稀释成为V浓度为0.006~0.01 mol/L的V2O5溶胶，作为电沉积V2O5薄膜的电解液；(2)恒压电沉积：以导电基体为工作电极、铂片为辅助电极，在电压为2.5V下电沉积V2O5薄膜，将电沉积得到的V2O5薄膜在室温下自然干燥24小时后，在60℃干燥24小时即得到钠离子电池正极材料。本发明制备方法简单、原料来源广泛、价格相对低廉，制得的钠离子电池正极材料具有高的比容量和良好的循环稳定性的特点，薄膜厚度均匀，是一种非常有应用潜力的电极材料。

Description

一种用于钠离子电池的正极材料的制备方法
技术领域
本发明属于钠离子电池技术领域，特别涉及一种用于钠离子电池的正极材料的制备方法。
背景技术
随着社会经济的高速发展，人类对能源的需求越来越大，世界能源危机和环境污染日益突出。如何充分利用和开发新能源，实现低碳减排，已成为世界共同关注的问题。发展风能、太阳能、潮汐能等清洁可再生能源发电技术，是有效缓解社会经济发展过程中面临的能源、环境、资源之间矛盾的有效途径。但是，风能、太阳能、潮汐能具有不连续、不稳定、不可控等非稳定性，无法直接并入电网，需要利用储能技术进行存储后再加以利用。在各种储能技术中，电化学储能具有无污染、效率高、使用安全、应用灵活及长寿命等特点，最符合当今能源的发展方向需求。在现有的电化学储能体系中，锂离子电池由于具有能量密度高、循环寿命长、无记忆效应、自放电率低、工作温度范围宽等优点，成为便携式电子设备产品和电动汽车电源。然而昂贵的成本和锂资源储量的不足且分布不均，使锂离子电池无法满足大规模电网储能，因此研究和开发成本更低的储能电池新体系已成为大规模电网储能市场的迫切需求。
相比锂离子电池而言，钠离子电池与其工作原理相似，但由于钠离子电池具有材料来源广泛、成本低、安全性好等优势，因此其在大规模储能方面的应用受到了人们的广泛关注。目前报道的钠离子正极材料包括层状氧化物Na x MO2 (M = Fe、Co、Ni、Mn)、橄榄石型NaMPO4 (M ＝ Fe、Co、Ni、Mn)、NASICON类Na x M2(PO4)3 (M ＝ V、Ti等)和金属氟化物等，但这些材料存在可逆比容量低、循环性能差、制备工艺条件苛刻等缺点。因此开发高比容量、低成本且循环性能好的正极材料对钠离子电池大规模应用具有重要的意义。
发明内容
本发明的目的是针对上述钠离子电池正极材料可逆比容量低、循环性能差、制备工艺条件苛刻等不足，提供一种钠离子电池正极材料的制备方法。
具体步骤为：
(1)  按质量比为7:100的比例将V2O5粉体与蒸馏水混合并在室温下搅拌，然后向上述溶液中加入与V摩尔比为8:1的H2O2，室温下持续搅拌反应15分钟，得到深棕色溶液A。
(2)  将步骤(1)所得深棕色溶液A置于超声波清洗清洗器中，在80 W功率下反应10分钟后，得到砖红色溶液B。
(3)  向步骤(2)所得砖红色溶液B中加入与步骤(1)称取的V2O5质量比为1:500的蒸馏水，在80 W功率下继续超声反应1小时 ，得到红棕色V2O5凝胶。
(4)  向步骤(3)得到的V2O5凝胶中加入蒸馏水，在搅拌下将步骤(3)得到的V2O5凝胶稀释为V浓度为0.006~0.01 mol/L的V2O5溶胶。
(5)  以步骤(4)得到的V2O5溶胶为电解液，铂片为阳极，导电基体为阴极，在电压为2.5 V下阴极电沉积V2O5薄膜，电沉积时间为10~30秒，将电沉积得到的V2O5薄膜在室温下自然干燥24小时后，在60 ℃干燥24 小时即得到钠离子电池正极材料。
所述的导电基体为不锈钢片、钛箔或ITO导电玻璃。
本发明制备方法简单、原料来源广泛、价格相对低廉，制得的钠离子电池正极材料具有高的比容量和良好的循环稳定性的特点，薄膜厚度均匀，是一种非常有应用潜力的电极材料。
附图说明
图1为本发明实施例1所制得的钠离子电池正极材料的X射线衍射图。
图2为本发明实施例1所制得的钠离子电池正极材料的SEM形貌图。
具体实施方式
实施例1：
(1)  按质量比为7:100的比例将市售V2O5粉体与蒸馏水中混合并在室温下搅拌，然后向上述溶液中加入与V摩尔比为8:1的H2O2，室温下持续搅拌反应15分钟，得到深棕色溶液A。
(2)  将步骤(1)所得深棕色溶液A置于超声波清洗清洗器中，在80 W功率下反应10分钟后，得到砖红色溶液B。
(3)  向步骤(2)所得砖红色溶液B中加入与步骤(1)称取的V2O5质量比为1:500的蒸馏水，在80 W功率下继续超声反应1小时 ，得到红棕色V2O5凝胶。
(4)  向步骤(3)得到的V2O5凝胶中加入蒸馏水，在搅拌下将步骤(3)得到的V2O5凝胶稀释为V浓度为0.006 mol/L的V2O5溶胶。
(5)  以步骤(4)得到的V2O5溶胶为电解液，铂片为阳极，不锈钢片为阴极，在电压为2.5 V下阴极电沉积V2O5薄膜，电沉积时间为30秒，将电沉积得到的V2O5薄膜在室温下自然干燥24小时后，在60 ℃干燥24 小时即得到钠离子电池正极材料。
将制得的钠离子电池正极材料作为工作电极，铂片为对电极，Ag/Ag+电极为参比电极，1 mol/L的NaClO4/PC为电解液在氩气保护下测试其电化学性能。所制得的电极以50 mA/g电流密度在-0.5~1.5V区间充放电，可逆比容量达到152 mAh/g，经过50次循环后其容量保持率为95.0 %。
实施例2：
(1)  按质量比为7:100的比例将市售V2O5粉体与蒸馏水中混合并在室温下搅拌，然后向上述溶液中加入与V摩尔比为8:1的H2O2，室温下持续搅拌反应15分钟，得到深棕色溶液A。
(2)  将步骤(1)所得深棕色溶液A置于超声波清洗清洗器中，在80 W功率下反应10分钟后，得到砖红色溶液B。
(3)  向步骤(2)所得砖红色溶液B中加入与步骤(1)称取的V2O5质量比为1:500的蒸馏水，在80 W功率下继续超声反应1小时 ，得到红棕色V2O5凝胶。
(4)  向步骤(3)得到的V2O5凝胶中加入蒸馏水，在搅拌下将步骤(3)得到的V2O5凝胶稀释为V浓度为0.008 mol/L的V2O5溶胶。
(5)  以步骤(4)得到的V2O5溶胶为电解液，铂片为阳极，钛箔为阴极，在电压为2.5 V下阴极电沉积V2O5薄膜，电沉积时间为20秒，将电沉积得到的V2O5薄膜在室温下自然干燥24小时后，在60 ℃干燥24 小时即得到钠离子电池正极材料。
将制得的钠离子电池正极材料作为工作电极，铂片为对电极，Ag/Ag+电极为参比电极，1 mol/L的NaClO4/PC为电解液在氩气保护下测试其电化学性能。所制得的电极以50 mA/g电流密度在-0.5~1.5V区间充放电，可逆比容量达到160 mAh/g，经过50次循环后其容量保持率为97.5 %。
实施例3：
(1)   按质量比为7:100的比例将市售V2O5粉体与蒸馏水中混合并在室温下搅拌，然后向上述溶液中加入与V摩尔比为8:1的H2O2，室温下持续搅拌反应15分钟，得到深棕色溶液A。
(2)  将步骤(1)所得深棕色溶液A置于超声波清洗清洗器中，在80 W功率下反应10分钟后，得到砖红色溶液B。
(3)  向步骤(2)所得砖红色溶液B中加入与步骤(1)称取的V2O5质量比为1:500的蒸馏水，在80 W功率下继续超声反应1小时 ，得到红棕色V2O5凝胶。
(4)  向步骤(3)得到的V2O5凝胶中加入蒸馏水，在搅拌下将步骤(3)得到的V2O5凝胶稀释为V浓度为0.01 mol/L的V2O5溶胶。
(5)  以步骤(4)得到的V2O5溶胶为电解液，铂片为阳极，ITO导电玻璃为阴极，在电压为2.5 V下阴极电沉积V2O5薄膜，电沉积时间为10秒，将电沉积得到的V2O5薄膜在室温下自然干燥24小时后，在60 ℃干燥24 小时即得到钠离子电池正极材料。
将制得的钠离子电池正极材料作为工作电极，铂片为对电极，Ag/Ag+电极为参比电极，1 mol/L的NaClO4/PC为电解液在氩气保护下测试其电化学性能。所制得的电极以50 mA/g电流密度在-0.5~1.5V区间充放电，可逆比容量达到145 mAh/g，经过50次循环后其容量保持率为92.7 %。

Claims (1)

1.一种用于钠离子电池的正极材料的制备方法，其特征在于具体步骤为：
（1）按质量比为7:100的比例将V2O5粉体与蒸馏水混合并在室温下搅拌，然后向上述溶液中加入与V摩尔比为8:1的H2O2，室温下持续搅拌反应15分钟，得到深棕色溶液A；
(2)将步骤(1)所得深棕色溶液A置于超声波清洗清洗器中，在80 W功率下反应10分钟后，得到砖红色溶液B；
(3)向步骤(2)所得砖红色溶液B中加入与步骤(1)称取的V2O5质量比为1:500的蒸馏水，在80 W功率下继续超声反应1小时 ，得到红棕色V2O5凝胶；
(4)向步骤(3)得到的V2O5凝胶中加入蒸馏水，在搅拌下将步骤(3)得到的V2O5凝胶稀释为V浓度为0.006~0.01 mol/L的V2O5溶胶；
(5)以步骤(4)得到的V2O5溶胶为电解液，铂片为阳极，导电基体为阴极，在电压为2.5 V下阴极电沉积V2O5薄膜，电沉积时间为10~30秒，将电沉积得到的V2O5薄膜在室温下自然干燥24小时后，在60 ℃干燥24 小时即得到钠离子电池正极材料；
所述的导电基体为不锈钢片、钛箔或ITO导电玻璃。
CN201510099707.7A 2015-03-07 2015-03-07 一种用于钠离子电池的正极材料的制备方法 Pending CN104659352A (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201510099707.7A CN104659352A (zh) 2015-03-07 2015-03-07 一种用于钠离子电池的正极材料的制备方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201510099707.7A CN104659352A (zh) 2015-03-07 2015-03-07 一种用于钠离子电池的正极材料的制备方法

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN104659352A true CN104659352A (zh) 2015-05-27

Family

ID=53250230

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201510099707.7A Pending CN104659352A (zh) 2015-03-07 2015-03-07 一种用于钠离子电池的正极材料的制备方法

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN104659352A (zh)

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN107634214A (zh) * 2017-09-22 2018-01-26 中国科学院宁波材料技术与工程研究所 一种制备五氧化二钒溶胶的方法、由其制备的薄膜及在锂离子电池中的应用
CN115417602A (zh) * 2022-08-22 2022-12-02 西安建筑科技大学 一种智能窗用五氧化二钒薄膜材料及其制备方法
CN116135788A (zh) * 2023-03-13 2023-05-19 浙江师范大学 一种卤素插层的五氧化二钒纳米花的制备方法、产品及应用
CN116779829A (zh) * 2023-08-16 2023-09-19 中石油深圳新能源研究院有限公司 一种有机双功能复合正极材料及其制备方法和应用

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN103022490A (zh) * 2012-12-31 2013-04-03 广西地博矿业集团股份有限公司 钠离子电池正极材料氟磷酸钒钠的制备方法

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN103022490A (zh) * 2012-12-31 2013-04-03 广西地博矿业集团股份有限公司 钠离子电池正极材料氟磷酸钒钠的制备方法

Non-Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
D.W.SU等: "Hierarchical orthorhombic V2O5 hollow nanospheres as high performance cathode materials for sodium-ion batteries", 《JOURNAL OF MATERIALS CHEMISTRY A》 *
李延伟等: "CTAB 辅助电沉积V2O5薄膜及储锂性能研究", 《电镀与精饰》 *

Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN107634214A (zh) * 2017-09-22 2018-01-26 中国科学院宁波材料技术与工程研究所 一种制备五氧化二钒溶胶的方法、由其制备的薄膜及在锂离子电池中的应用
CN115417602A (zh) * 2022-08-22 2022-12-02 西安建筑科技大学 一种智能窗用五氧化二钒薄膜材料及其制备方法
CN116135788A (zh) * 2023-03-13 2023-05-19 浙江师范大学 一种卤素插层的五氧化二钒纳米花的制备方法、产品及应用
CN116135788B (zh) * 2023-03-13 2023-11-14 浙江师范大学 一种卤素插层的五氧化二钒纳米花的制备方法、产品及应用
CN116779829A (zh) * 2023-08-16 2023-09-19 中石油深圳新能源研究院有限公司 一种有机双功能复合正极材料及其制备方法和应用
CN116779829B (zh) * 2023-08-16 2023-11-24 中石油深圳新能源研究院有限公司 一种有机双功能复合正极材料及其制备方法和应用

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN107579291B (zh) 一种水系电解液及水系金属离子电池
Egan et al. Electrodeposited nanostructured lead dioxide as a thin film electrode for a lightweight lead-acid battery
Zhang et al. The performance of a soluble lead-acid flow battery and its comparison to a static lead-acid battery
CN103820807B (zh) 一种产氢发电的装置和方法
Wang et al. Enhancing cycle performance of lead-carbon battery anodes by lead-doped porous carbon composite and graphite additives
CN105463497B (zh) 一种可以电解水制取氢气的电池装置
CN103904293B (zh) 一种三氧化钼原位包覆掺氮碳纳米管复合电极材料及其制备方法和应用
Zhang et al. Preparation and characterization of lead dioxide electrode with three-dimensional porous titanium substrate for electrochemical energy storage
Wang et al. Formation of porous ZnO microspheres and its application as anode material with superior cycle stability in zinc-nickel secondary batteries
CN104241708B (zh) 一种高储能长寿命铅酸蓄电池
Pan et al. Preliminary study of alkaline single flowing Zn–O2 battery
CN104659352A (zh) 一种用于钠离子电池的正极材料的制备方法
CN105355456B (zh) 一种二氧化钼金属复合电极及其制备方法和应用
CN104701541A (zh) 一种ws2做正极的铝离子电池及其制备方法
CN104795564A (zh) 一种水溶液二次电池的正极材料、极片、二次电池和用途
CN103401045A (zh) 一种具有光电效应的液流电池储能体系
Zhang et al. Manganese species in methane sulfonic acid as the solvent for zinc-manganese redox battery
Khezri et al. Performance enhancement through parameter optimization for a rechargeable zinc-air flow battery
CN104241670A (zh) 一种高氯酸体系沉积型全铅液流电池
CN107732251B (zh) 一种铅炭电池正极板栅的防腐修饰涂层的可控制备方法
CN108390110A (zh) 一种铅-锰二次电池
CN104300169B (zh) 一种碱性锌钒液流电池
CN108270006A (zh) 一种钠基双离子电池
CN107706393A (zh) 一种高容量固态锂离子电池及其制备方法
KR101514881B1 (ko) 이차전지용 전해액 제조방법

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
WD01 Invention patent application deemed withdrawn after publication
WD01 Invention patent application deemed withdrawn after publication

Application publication date: 20150527