CN110911673A - 一种花状钡离子柱撑V2O5·nH2O正极材料及其制备方法和应用 - Google Patents

一种花状钡离子柱撑V2O5·nH2O正极材料及其制备方法和应用 Download PDF

Info

Publication number
CN110911673A
CN110911673A CN201911212535.4A CN201911212535A CN110911673A CN 110911673 A CN110911673 A CN 110911673A CN 201911212535 A CN201911212535 A CN 201911212535A CN 110911673 A CN110911673 A CN 110911673A
Authority
CN
China
Prior art keywords
flower
barium
anode material
barium ion
preparation
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
CN201911212535.4A
Other languages
English (en)
Inventor
芮先宏
陈浩亮
邝欣怡
朱瀚文
李云飞
黄少铭
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.)
Pangang Group Panzhihua Iron and Steel Research Institute Co Ltd
Guangdong University of Technology
Original Assignee
Pangang Group Panzhihua Iron and Steel Research Institute Co Ltd
Guangdong 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 Pangang Group Panzhihua Iron and Steel Research Institute Co Ltd, Guangdong University of Technology filed Critical Pangang Group Panzhihua Iron and Steel Research Institute Co Ltd
Priority to CN201911212535.4A priority Critical patent/CN110911673A/zh
Publication of CN110911673A publication Critical patent/CN110911673A/zh
Pending legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • 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
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M10/00—Secondary cells; Manufacture thereof
    • H01M10/36—Accumulators not provided for in groups H01M10/05-H01M10/34
    • 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
    • H01M4/362—Composites
    • 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)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Electrochemistry (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Inorganic Chemistry (AREA)
  • Composite Materials (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Battery Electrode And Active Subsutance (AREA)
  • Inorganic Compounds Of Heavy Metals (AREA)

Abstract

本发明公开了一种花状钡离子柱撑V2O5·nH2O正极材料及其制备方法和应用，属于微纳米材料和电化学技术领域。本发明的一种花状钡离子柱撑V2O5·nH2O正极材料的制备方法，将五氧化二钒溶于过氧化氢溶液和去离子水组成的混合溶液后，向其中添加适量的钡盐并搅拌均匀，然后将上述溶液转至高温高压反应釜进行反应，最后经收集、洗涤、干燥即得花状钡离子柱撑V2O5·nH2O正极材料。本发明将适量的钡离子引入V2O5·nH2O层间，大大提升了其结构稳定性，将所得钡离子柱撑V2O5·nH2O应用作为水系锌离子正极材料时，表现出优异的倍率性能和循环稳定性。

Description

一种花状钡离子柱撑V2O5·nH2O正极材料及其制备方法和 应用
技术领域
本发明属于新型二次电池技术领域，具体涉及一种钡离子柱撑V2O5·nH2O正极材料及其制备方法和其在水系锌离子电池中的应用。
背景技术
目前，以有机电解液为电解质的锂离子电池凭借其高能量密度和循环稳定性等优点占据了便携式设备和电动/混合动力车辆的电源市场。然而，有限的锂资源以及易燃易爆的有机电解液带来的安全隐患等不利因素已经严重限制了锂离子电池在大规模储能中的进一步发展。因此，很多团队已将研究重心转移到了开发低成本、高能量密度的新型二次电池上(如钠、钾、锌、铝、镁离子二次电池等)。其中，水系锌离子电池因具备低成本、高能量密度、安全环保等优点引起了广泛的关注。
最近，对水系锌离子电池的研究主要是集中在开发具有高容量、高倍率以及良好循环稳定性的正极材料。目前，研究较多的正极材料有锰基材料、普鲁士蓝类似物以及钒基材料。锰基材料如MnO2、Mn3O4等由于在水系电解质中容易溶解，从而导致其容量衰减较快；而普鲁士蓝类似物的可逆容量较低，不足以满足大规模储能的要求。相比之下，钒基材料除了具有资源丰富、价格低廉的优点之外，其拥有的层状结构或隧道结构也十分有利于锌离子的传输，因此其在水系锌离子电池中的应用潜力较大。
V2O5·nH2O具备良好的层状结构，层内较强的共价键以及层间较弱的范德华力，使得锌离子在其层间嵌入或脱出更为容易。然而，V2O5·nH2O正极材料在循环过程中结构稳定性相对较差，且其本身存在离子迁移率和电子电导率较低的不足，目前已有研究通过引入金属离子柱撑的方法来提高V2O5·nH2O的结构稳定性，同时也可以进一步改善V2O5·nH2O的电子电导率，进而提高其电化学性能。
但现有研究中通常都是采用碱金属离子或过渡金属离子对V2O5·nH2O正极材料进行层间柱撑改性，虽然上述柱撑改性处理在一定程度上能够提高V2O5·nH2O的结构稳定性，但其效果并不显著，从而导致V2O5·nH2O的循环稳定性仍有待进一步提高。基于现有层间柱撑V2O5·nH2O正极材料存在的以上问题，中国专利申请号为2004100428608的申请案公开了一种锂离子电池正极材料层状钒锰氧化物及其制备方法，该申请案先用还原剂在硫酸溶液中将V2O5还原为VOSO4，再通过MnO2与VOSO4发生氧化还原反应，从而可以制备得到层状结构的钒锰氧化物正极材料。该申请案以层状MnO2作为氧化剂与掺杂剂，采用氧化还原方法对正极材料层板进行掺杂得到的层状钒锰氧化物相对于层间柱撑氧化钒结构更加稳定，从而能够提高所得正极材料的循环性能，但该申请案的制备工艺相对复杂。
发明内容
1.要解决的问题
本发明目的在于克服现有V2O5·nH2O正极材料在循环使用过程中结构稳定性相对较差，从而导致其比容量和循环性能较差的不足，提供了一种花状钡离子柱撑V2O5·nH2O正极材料及其制备方法和应用。本发明通过对V2O5·nH2O进行钡离子柱撑，不仅可以进一步拓宽离子传输通道，同时还可以提高所得V2O5·nH2O正极材料的结构稳定性，从而有效提高了V2O5·nH2O正极材料的循环性能，最终实现水系锌离子电池性能的大幅提升。
2.技术方案
为了解决上述问题，本发明所采用的技术方案如下：
其一，本发明的一种花状钡离子柱撑V2O5·nH2O正极材料的制备方法，将五氧化二钒溶于过氧化氢溶液和去离子水组成的混合溶液后，向其中添加适量的钡盐并搅拌均匀，然后将上述溶液转至高温高压反应釜进行反应，最后经收集、洗涤、干燥即得花状钡离子柱撑V2O5·nH2O正极材料。
更进一步的，所述的钡盐为氯化钡、硝酸钡或它们的组合。
更进一步的，所述五氧化二钒与钡离子添加量的摩尔比为1:(0.01～0.2)。
更进一步的，所述反应温度控制为300～450℃，反应压力为30～50MPa，反应时间为0.5～2h。
更进一步的，反应溶液中五氧化二钒的浓度为：0.01～0.1mol/L，过氧化氢溶液与去离子水的体积比为1:10～1:50，过氧化氢溶液中过氧化氢的质量分数为25～35％。
更进一步的，反应结束后，将反应产物经洗涤后进行冷冻干燥处理，冷冻干燥的时间为12～72h。
更进一步的，所得钡离子柱撑V2O5·nH2O正极材料为形貌均一的亚微米级三维花状结构。
其二，本发明的一种花状钡离子柱撑V2O5·nH2O正极材料，该V2O5·nH2O正极材料采用上述方法制备得到。
其三，本发明的一种花状钡离子柱撑V2O5·nH2O正极材料在水系锌离子电池中的应用。
3.有益效果
相比于现有技术，本发明的有益效果为：
(1)本发明的一种花状钡离子柱撑V2O5·nH2O正极材料的制备方法，通过采用高温高压水热法对V2O5·nH2O正极材料进行制备，并在制备过程中添加适量的钡盐，从而可以制备得到钡离子柱撑V2O5·nH2O正极材料，通过钡离子的引入一方面可以有效提高V2O5·nH2O正极材料的结构稳定性，防止V2O5·nH2O正极材料循环使用过程中发生结构坍塌，从而能够提高V2O5·nH2O正极材料的循环性能；另一方面钡离子的引入还能够进一步增大V2O5·nH2O正极材料的层间距，从而有利于扩充离子传输通道，提高正极材料的离子电导率。
(2)本发明的一种花状钡离子柱撑V2O5·nH2O正极材料的制备方法，通过对具体制备工艺参数，尤其是对钡盐的添加量以及反应温度、时间和压力进行优化设计，从而一方面可以有效保证钡离子的引入量，另一方面可以控制纳米结构自组装的程度，从而制备得到形貌均一的三维花状结构，自组装成的亚微米级花状结构拥有纳米结构所具备的优点，可进一步提高电极与电解液的接触面积，并缩短离子的传输路径。同时，形成的三维花状结构也有利于进一步提高材料的循环稳定性。
(3)本发明的一种花状钡离子柱撑V2O5·nH2O正极材料，通过对其制备工艺进行优化设计，引入钡离子对V2O5·nH2O进行结构柱撑，相对于现有碱金属及过渡金属柱撑V2O5·nH2O正极材料可进一步提高其循环稳定性及倍率性能，同时其制备工艺较为简单，原料便宜，重复率高。
(4)本发明的一种花状钡离子柱撑V2O5·nH2O正极材料，将其用于水系锌离子电池正极材料时，表现出较为优异的比容量、循环稳定性和电化学性能，可满足大规模储能的需求。
附图说明
图1为实施例1制得的花状BaxV2O5·nH2O正极材料的XRD图谱。
图2为实施例1制得的花状BaxV2O5·nH2O正极材料的SEM图像。
图3为实施例1制得的花状BaxV2O5·nH2O正极材料的元素分布图。
图4为实施例1制得的花状BaxV2O5·nH2O正极材料与五氧化二钒的电子电导率对比图。
图5为实施例1制得的花状BaxV2O5·nH2O正极材料用作水系锌离子电池正极材料时在5A g-1的电流密度下的循环性能图。
图6为实施例1制得的花状BaxV2O5·nH2O正极材料用作水系锌离子电池正极材料时的倍率性能图。
具体实施方式
本发明的一种花状钡离子柱撑V2O5·nH2O正极材料的制备方法，将五氧化二钒溶于过氧化氢溶液和去离子水组成的混合溶液，其中过氧化氢溶液与去离子水的体积比为1:10～1:50，过氧化氢溶液中过氧化氢的质量分数为25～35％，所得溶液中五氧化二钒的浓度为：0.01～0.1mol/L，然后向其中添加适量的钡盐并搅拌均匀，所述的钡盐为氯化钡、硝酸钡或它们的组合，五氧化二钒与钡离子添加量的摩尔比为1:(0.01～0.2)，之后将上述溶液转至高温高压反应釜进行反应，控制反应温度为300～450℃，反应压力为30～50MPa，反应时间为0.5～2h，最后经收集、洗涤、冷冻干燥12～72h即得花状钡离子柱撑V2O5·nH2O正极材料，该正极材料为形貌均一的亚微米级三维花状结构。
针对现有V2O5·nH2O正极材料的结构稳定性相对较差，从而影响其循环性能的问题，本发明通过水热的方法，将钡离子引入V2O5·nH2O的层间，从而可以制备得到钡离子柱撑三维花状V2O5·nH2O正极材料，有效提高了V2O5·nH2O正极材料的结构稳定性，能够防止V2O5·nH2O正极材料循环使用过程中发生结构坍塌，进而能够提高V2O5·nH2O正极材料的循环性能；同时钡离子的引入还能够进一步增大V2O5·nH2O正极材料的层间距，从而有利于扩充离子传输通道，提高正极材料的离子电导率。
需要说明的是，目前已有研究者研究采用金属离子柱撑改性(如碱金属元素柱撑以及过渡金属元素柱撑)来提高电池正极材料的结构稳定性，但其效果仍有待进一步提高；同时选择不同的柱撑离子对V2O5·nH2O的层间距及结构稳定性的影响均不同，通常情况下经柱撑改性后所得V2O5·nH2O的层间距越大，其结构稳定性越差，从而导致柱撑用金属离子的种类受到较大限制。本申请的发明人通过大量实验，最终发现通过引用钡离子对V2O5·nH2O进行层间柱撑改性，由于Ba2+的离子半径相对于Li+、Na+、Mn2+、Ni2+等离子较大，即形成的Ba-O的键距更大，因而可进一步提升V2O5·nH2O的层间距，同时钡离子柱撑V2O5·nH2O的结构稳定性相对于现有碱金属元素柱撑以及过渡金属元素柱撑V2O5·nH2O正极材料也能够得到有效提高，因此其循环性能得到了进一步提高和改善。
此外，发明人在研究过程中发现，由于Ba2+的离子半径相对较大，难以进入氧化钒的层间，这也是现有技术中限制其在金属元素柱撑改性中应用的主要原因。基于此，发明人通过大量实验，最终选择水热法，并对具体制备工艺参数，尤其是对钡盐的添加量以及反应温度、反应压力和时间进行严格控制，从而一方面可以使Ba2+能够顺利进入氧化钒的层间并保证其进入量，进而保证所得V2O5·nH2O正极材料的使用性能；另一方面还能够对纳米结构自组装的程度进行有效控制，使生成的纳米带通过熟化过程自组装形成形貌均一的亚微米级三维花状结构，该花状结构拥有纳米结构所具备的优点，可进一步提高电极与电解液的接触面积，并缩短离子的传输路径。同时，形成的三维花状结构也有利于进一步提高材料的循环稳定性。
将本发明制备所得花状钡离子柱撑V2O5·nH2O正极材料用作水系锌离子电池的正极材料，不仅具有优异的循环性能，同时还表现出较为优异的电化学性能，最终实现了水系锌离子电池性能的大幅提升。
下面将结合本发明实施例，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整的描述，而非对本发明的限制。此外，所述的实施例只是本发明的部分具有代表性的实施例，而不是全部实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的其他所有实施例都属于本发明的保护范围。
实施例1
(1)准确称取0.182g(1mmol)五氧化二钒加入60mL去离子水中进行搅拌，搅拌过程中往上述溶液注入3mL质量分数为30％的过氧化氢溶液，搅拌至五氧化二钒溶解成透明溶液；
(2)往上述溶液加入摩尔分数为3％的硝酸钡(即硝酸钡与五氧化二钒的摩尔比为0.03:1)，搅拌溶解；
(3)将上述混合溶液转至高温高压反应釜中，控制反应温度为300℃，压力约为30MPa，反应时间为2h；
(4)待冷却至室温后将上述制得产物收集并用去离子水充分洗涤，最后进行冷冻干燥24h，即可得三维花状BaxV2O5·nH2O正极材料(其XRD图谱及形貌分别如图1、图2所示)。
如图3所示，本实施例所得三维花状BaxV2O5·nH2O正极材料中V、O元素均匀分布以及少量Ba元素的存在，说明Ba2+成功引入了V2O5·nH2O中；由图4、图5可以看出，本实施例通过引入钡离子后，BaxV2O5·nH2O的电子电导率相对于商业五氧化二钒粉有明显的提升，这有利于提升其电化学性能，同时本实施例所得花状BaxV2O5·nH2O在电流密度为5A g-1下的首次放电比容量为253mAh g-1，经2000次充放电循环后，其可逆比容量仍保持在251mAh g-1，几乎没有容量的衰减，表现出优异的循环稳定性。结合图6，本实施例所得花状BaxV2O5·nH2O在0.2、0.5、1、2、5、8、10和20A g-1的电流密度下，其首次放电比容量分别为344、300、285、276、260、242、229和174mAh g-1，表现出该材料优异的倍率性能。
专利公开号为CN109809491的申请案公开了一种微米花球状四氧化三锰及其制备和应用，该申请案制备所得微米花球状四氧化三锰具有疏松的微米花球状结构特征，比表面积大，分散性好，导电性好，结构稳定，制备成本低，其在水系锌离子电池正极材料的应用中，首次放电容量为185mAh g-1，经100次循环后容量仅为102mAh g-1。同时，专利公开号为CN109761276的申请案公开了一种层状钒酸铵电极材料及其制备方法和应用，该申请案的层状钒酸铵电极材料，制备方法简单、成本低廉且产量较高，层间距为
Figure BDA0002298529760000051
且层间的水分子可以在分子内和分子间形成氢键，使得在充放电过程中保持稳定结构。当其作为水系锌离子电池正极材料时，在8A g-1的电流密度下，放电容量为138.9mAh g-1，循环10000次后容量保持率为75％。但上述两申请案均需要使用酸或碱来调节溶液pH值为酸性或碱性，需要为后续反应后残液的排放进行处理，增加了生产成本。同时本实施例制备所得花状BaxV2O5·nH2O正极材料在循环稳定性、倍率性能等方面相对于上述申请案一也均更为优异；而与对比例2中层状(NH4)2V6O16·1.5H2O正极材料相比，钡离子的引入可进一步增大其层间距，更有利于锌离子在其结构中的嵌入与脱出，即本实施例制备所得花状BaxV2O5·nH2O正极材料与对比例2的(NH4)2V6O16·1.5H2O正极材料相比，倍率性能更为优异。
实施例2
(1)准确称取0.182g(1mmol)五氧化二钒加入40mL去离子水中进行搅拌，搅拌过程中往上述溶液注入2mL质量分数为30％的过氧化氢溶液，搅拌至五氧化二钒溶解成透明溶液；
(2)往上述溶液加入摩尔分数为6％的氯化钡(即氯化钡与五氧化二钒的摩尔比为0.06:1)，搅拌溶解；
(3)将上述混合溶液转置高温高压反应釜中，反应温度为450℃，压力约为50MPa，反应时间为0.5h；
(4)待冷却至室温后将上述制得产物收集并用去离子水充分洗涤，最后进行冷冻干燥48h，即可得花状BaxV2O5·nH2O正极材料。
实施例3
(1)准确称取0.182g(1mmol)五氧化二钒加入50mL去离子水中进行搅拌，搅拌过程中往上述溶液注入1mL质量分数为35％的过氧化氢溶液，搅拌至五氧化二钒溶解成透明溶液；
(2)往上述溶液加入摩尔分数为20％的硝酸钡(即硝酸钡与五氧化二钒的摩尔比为0.2:1)，搅拌溶解；
(3)将上述混合溶液转置高温高压反应釜中，反应温度为400℃，压力约为40MPa，反应时间为0.5h；
(4)待冷却至室温后将上述制得产物收集并用去离子水充分洗涤，最后进行冷冻干燥24h，即可得花状BaxV2O5·nH2O正极材料。
实施例4
(1)准确称取0.182g(1mmol)五氧化二钒加入50mL去离子水中进行搅拌，搅拌过程中往上述溶液注入4mL质量分数为25％的过氧化氢溶液，搅拌至五氧化二钒溶解成透明溶液；
(2)往上述溶液加入摩尔分数为9％的氯化钡(即氯化钡与五氧化二钒的摩尔比为0.09:1)，搅拌溶解；
(3)将上述混合溶液转置高温高压反应釜中，反应温度为350℃，压力约为40MPa，反应时间为1.5h；
(4)待冷却至室温后将上述制得产物收集并用去离子水充分洗涤，最后进行冷冻干燥72h，即可得花状BaxV2O5·nH2O正极材料。
实施例5
(1)准确称取0.182g(1mmol)五氧化二钒加入100mL去离子水中进行搅拌，搅拌过程中往上述溶液注入10mL质量分数为30％的过氧化氢溶液，搅拌至五氧化二钒溶解成透明溶液；
(2)往上述溶液加入摩尔分数为6％的氯化钡和6％的硝酸钡(即钡盐与五氧化二钒的摩尔比均为0.06:1)，搅拌溶解；
(3)将上述混合溶液转置高温高压反应釜中，反应温度为400℃，压力约为40MPa，反应时间为1h；
(4)待冷却至室温后将上述制得产物收集并用去离子水充分洗涤，最后进行冷冻干燥48h，即可得BaxV2O5·nH2O花状正极材料。
实施例6
(1)准确称取0.182g(1mmol)五氧化二钒加入10mL去离子水中进行搅拌，搅拌过程中往上述溶液注入1mL质量分数为30％的过氧化氢溶液，搅拌至五氧化二钒溶解成透明溶液；
(2)往上述溶液加入摩尔分数为1％的硝酸钡(即硝酸钡与五氧化二钒的摩尔比为0.01:1)，搅拌溶解；
(3)将上述混合溶液转置高温高压反应釜中，反应温度为300℃，压力约为30MPa，反应时间为2h；
(4)待冷却至室温后将上述制得产物收集并用去离子水充分洗涤，最后进行冷冻干燥12h，即可得花状BaxV2O5·nH2O正极材料。

Claims (9)

1.一种花状钡离子柱撑V2O5·nH2O正极材料的制备方法，其特征在于：将五氧化二钒溶于过氧化氢溶液和去离子水组成的混合溶液后，向其中添加适量的钡盐并搅拌均匀，然后将上述溶液转至高温高压反应釜进行反应，最后经收集、洗涤、干燥即得花状钡离子柱撑V2O5·nH2O正极材料。
2.根据权利要求1所述的一种花状钡离子柱撑V2O5·nH2O正极材料的制备方法，其特征在于：所述的钡盐为氯化钡、硝酸钡或它们的组合。
3.根据权利要求1所述的一种花状钡离子柱撑V2O5·nH2O正极材料的制备方法，其特征在于：所述五氧化二钒与钡离子添加量的摩尔比为1:(0.01～0.2)。
4.根据权利要求1所述的一种花状钡离子柱撑V2O5·nH2O正极材料的制备方法，其特征在于：所述反应温度控制为300～450℃，反应压力为30～50MPa，反应时间为0.5～2h。
5.根据权利要求1-4中任一项所述的一种花状钡离子柱撑V2O5·nH2O正极材料的制备方法，其特征在于：反应溶液中五氧化二钒的浓度为：0.01～0.1mol/L，过氧化氢溶液与去离子水的体积比为1:10～1:50，过氧化氢溶液中过氧化氢的质量分数为25～35％。
6.根据权利要求1-4中任一项所述的一种花状钡离子柱撑V2O5·nH2O正极材料的制备方法，其特征在于：反应结束后，将反应产物经洗涤后进行冷冻干燥处理，冷冻干燥的时间为12～72h。
7.根据权利要求1-4中任一项所述的一种花状钡离子柱撑V2O5·nH2O正极材料的制备方法，其特征在于：所得钡离子柱撑V2O5·nH2O正极材料为形貌均一的亚微米级三维花状结构。
8.一种花状钡离子柱撑V2O5·nH2O正极材料，其特征在于：该V2O5·nH2O正极材料采用权利要求1-7中任一项所述的方法制备得到。
9.一种如权利要求8所述的花状钡离子柱撑V2O5·nH2O正极材料在水系锌离子电池中的应用。
CN201911212535.4A 2019-12-02 2019-12-02 一种花状钡离子柱撑V2O5·nH2O正极材料及其制备方法和应用 Pending CN110911673A (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201911212535.4A CN110911673A (zh) 2019-12-02 2019-12-02 一种花状钡离子柱撑V2O5·nH2O正极材料及其制备方法和应用

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201911212535.4A CN110911673A (zh) 2019-12-02 2019-12-02 一种花状钡离子柱撑V2O5·nH2O正极材料及其制备方法和应用

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN110911673A true CN110911673A (zh) 2020-03-24

Family

ID=69821561

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201911212535.4A Pending CN110911673A (zh) 2019-12-02 2019-12-02 一种花状钡离子柱撑V2O5·nH2O正极材料及其制备方法和应用

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN110911673A (zh)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN113979473A (zh) * 2021-10-26 2022-01-28 西安交通大学 一种正极材料制备方法、水系锌离子电池正极和应用

Citations (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5336572A (en) * 1993-06-14 1994-08-09 Valence Technology, Inc. Vanadium oxide cathode active material and method of making same
CN101807685A (zh) * 2010-04-27 2010-08-18 青岛科技大学 钒酸银/氧化钒一维复合纳米电极材料的制备方法及应用
CN102225784A (zh) * 2011-03-29 2011-10-26 河北联合大学 一种采用微波辐射法合成碱土金属钒酸盐微/纳米材料的方法
US20130017143A1 (en) * 2011-07-11 2013-01-17 Yamagata University Phosphor and manufacturing method
US20130101848A1 (en) * 2011-09-29 2013-04-25 Sarbajit Banerjee Doped Nanoparticles and Methods of Making and Using Same
US20150123046A1 (en) * 2013-11-01 2015-05-07 Samsung Electronics Co., Ltd. Transparent conductive thin film
US20170207492A1 (en) * 2015-06-08 2017-07-20 Brian D. Adams Electrode materials for rechargeable zinc cells and batteries produced therefrom
CN107069020A (zh) * 2017-02-17 2017-08-18 武汉理工大学 一种锂离子电池用镍掺杂五氧化二钒纳米片状正极材料的制备方法
CN107299395A (zh) * 2017-06-27 2017-10-27 新疆大学 水合钒酸钡非线性光学晶体的制备方法和用途
WO2019050472A1 (en) * 2017-09-08 2019-03-14 National University Of Singapore PROCESS FOR PRODUCING NANOMATERIAL FROM VANADIUM SOURCE AND ASSOCIATED NANOMATERIALS
CN110364726A (zh) * 2019-07-10 2019-10-22 瑞海泊有限公司 双离子掺杂五氧化二钒正极材料的制备方法及应用

Patent Citations (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5336572A (en) * 1993-06-14 1994-08-09 Valence Technology, Inc. Vanadium oxide cathode active material and method of making same
CN101807685A (zh) * 2010-04-27 2010-08-18 青岛科技大学 钒酸银/氧化钒一维复合纳米电极材料的制备方法及应用
CN102225784A (zh) * 2011-03-29 2011-10-26 河北联合大学 一种采用微波辐射法合成碱土金属钒酸盐微/纳米材料的方法
US20130017143A1 (en) * 2011-07-11 2013-01-17 Yamagata University Phosphor and manufacturing method
US20130101848A1 (en) * 2011-09-29 2013-04-25 Sarbajit Banerjee Doped Nanoparticles and Methods of Making and Using Same
US20150123046A1 (en) * 2013-11-01 2015-05-07 Samsung Electronics Co., Ltd. Transparent conductive thin film
US20170207492A1 (en) * 2015-06-08 2017-07-20 Brian D. Adams Electrode materials for rechargeable zinc cells and batteries produced therefrom
CN107069020A (zh) * 2017-02-17 2017-08-18 武汉理工大学 一种锂离子电池用镍掺杂五氧化二钒纳米片状正极材料的制备方法
CN107299395A (zh) * 2017-06-27 2017-10-27 新疆大学 水合钒酸钡非线性光学晶体的制备方法和用途
WO2019050472A1 (en) * 2017-09-08 2019-03-14 National University Of Singapore PROCESS FOR PRODUCING NANOMATERIAL FROM VANADIUM SOURCE AND ASSOCIATED NANOMATERIALS
CN110364726A (zh) * 2019-07-10 2019-10-22 瑞海泊有限公司 双离子掺杂五氧化二钒正极材料的制备方法及应用

Non-Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
HONGBO GENG ET AL.: "Electronic Structure Regulation of Layered Vanadium Oxide via Interlayer Doping Strategy toward Superior High-Rate and Low-Temperature Zinc-Ion Batteries", 《ADVANCED FUNCTIONAL MATERIALS》 *
MING FANGWANG ET AL.: "Layered MgxV2O5•nH2O as Cathode Material for High-Performance Aqueous Zinc Ion Batteries", 《ACS ENERGY LETTERS》 *
SAIFUL ISLAM ET AL.: "K+ intercalated V2O5 nanorods with exposed facets as advanced cathodes for high energy and high rate zinc-ion batteries", 《JOURNAL OF MATERIALS CHEMISTRY A》 *
YONGQIANG YANG ET AL.: "Li+ intercalated V2O5•nH2O with enlarged layer spacing and fast ion diffusion as an aqueous zinc-ion battery cathode", 《ENERGY & ENVIRONMENTAL SCIENCE》 *
YONGQIANG YANG ET AL.: "Transition metal ion-preintercalated V2O5 as high-performance aqueous zinc-ion battery cathode with broad temperature adaptability", 《NANO ENERGY》 *

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN113979473A (zh) * 2021-10-26 2022-01-28 西安交通大学 一种正极材料制备方法、水系锌离子电池正极和应用

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Nakamoto et al. Electrolyte dependence of the performance of a Na2FeP2O7//NaTi2 (PO4) 3 rechargeable aqueous sodium-ion battery
CN102299326B (zh) 一种石墨烯改性的磷酸铁锂/碳复合材料及其应用
CN104953200B (zh) 磷酸铁锂电池中回收电池级磷酸铁及利用废旧磷酸铁锂电池制备磷酸铁锂正极材料的方法
CN111564605A (zh) 层状氧化物正极及制备方法和应用及含其的钠离子电池
RU2648807C2 (ru) Способ гидрометаллургического извлечения лития, никеля, кобальта из фракции отработанных гальванических элементов, содержащей оксид лития и переходного металла
CN107093741A (zh) 一种高倍率镍钴铝酸锂正极材料的制备方法
CN103259000A (zh) 一种聚吡咯空心微球/硫复合材料及其制备方法和用途
CN103441259A (zh) 一种高倍率水系碱金属电化学电池正极材料及其制备方法
CN103219551A (zh) 一种水系碱金属离子储能器件
CN107706406B (zh) 一种有机正极材料及其制备方法和应用
CN115020855B (zh) 一种磷酸铁锂废旧电池的回收利用方法
CN111180700A (zh) 一种用于高性能钾硫电池正极N掺杂Co纳米团簇/N掺杂多孔碳/S复合材料的制备方法
CN103515609A (zh) Thaq/石墨烯复合材料、其制备方法、电池正极和锂离子电池
CN107768641A (zh) 一种磷酸铁锂复合正极材料及其制备方法
CN106745251A (zh) 一种适于工业化生产的纳米五氧化二钒正极材料的制备方法及应用
CN105129758A (zh) 一种多孔磷酸锰钒锂复合正极材料及其制备方法
Lian et al. A ternary polyaniline/active carbon/lithium iron phosphate composite as cathode material for lithium ion battery
CN110911673A (zh) 一种花状钡离子柱撑V2O5·nH2O正极材料及其制备方法和应用
CN108155378A (zh) 一种基于石墨烯高能量锂离子电池负极材料的制备
CN101916667A (zh) 基于MnO2与PPy/F-CNTs复合物材料的非对称超级电容器
CN109802125B (zh) 一种复合锂离子电池正极材料及其制备方法及一种锂离子电池
CN101834292B (zh) 一种表面复合的层状锂锰镍氧化物正极材料及其制备方法
CN107204460A (zh) 一种无晶体缺陷三元正极材料的制备方法
CN108461751B (zh) 一种介孔磷酸钒锂正极材料的制备方法
CN107195889B (zh) 一种富硼蛋壳型的锂硫电池正极材料、制备方法及其应用

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
RJ01 Rejection of invention patent application after publication
RJ01 Rejection of invention patent application after publication

Application publication date: 20200324