RU2554940C2 - Method of obtaining hybrid material (versions) for rechargeable chemical sources of current - Google Patents

Method of obtaining hybrid material (versions) for rechargeable chemical sources of current Download PDF

Info

Publication number
RU2554940C2
RU2554940C2 RU2012116545/04A RU2012116545A RU2554940C2 RU 2554940 C2 RU2554940 C2 RU 2554940C2 RU 2012116545/04 A RU2012116545/04 A RU 2012116545/04A RU 2012116545 A RU2012116545 A RU 2012116545A RU 2554940 C2 RU2554940 C2 RU 2554940C2
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
hybrid material
versions
current
temperature
hybrid
Prior art date
Application number
RU2012116545/04A
Other languages
Russian (ru)
Other versions
RU2012116545A (en
Inventor
Евгений Алексеевич Гудилин
Даниил Михайлович Иткис
Дмитрий Александрович Семененко
Татьяна Львовна Кулова
Анастасия Вадимовна Григорьева
Юрий Дмитриевич Третьяков
Original Assignee
Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Московский государственный университет имени М.В. Ломоносова" (МГУ)
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 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Московский государственный университет имени М.В. Ломоносова" (МГУ) filed Critical Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Московский государственный университет имени М.В. Ломоносова" (МГУ)
Priority to RU2012116545/04A priority Critical patent/RU2554940C2/en
Publication of RU2012116545A publication Critical patent/RU2012116545A/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2554940C2 publication Critical patent/RU2554940C2/en

Links

Images

Classifications

    • YGENERAL 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
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02EREDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E60/00Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • Y02E60/10Energy storage using batteries

Abstract

FIELD: chemistry.
SUBSTANCE: invention relates to cathode organic-inorganic hybrid material for secondary lithium-ionic sources of current with composition (C6H4N)*xV2O5*yH2O, where x=0.10-0.12, y=0.7-0.9 in form of nanorolls from 100 to 500 nm long and diameter from 10 to 20 nm with surface area 60 m2/g and pore diameter 20-30 nm. Invention also relates to versions of material obtaining.
EFFECT: claimed material possesses improved mechanical properties, high specific capacity and stability in time.
3 cl, 2 ex, 4 dwg

Description

Область техники, к которой относится изобретениеFIELD OF THE INVENTION

Изобретение относится к неорганической химии и может быть использовано в качестве активного материала катода состава (C5H4N)*xY2O5*yH2O, где х=0.10-0.12, y=0.7-0.9. Преимущество полученного материала заключается в том, что он обеспечивает стабильные электрохимические характеристики вторичного литий-ионного источника тока при высоком значении электрохимической емкости по литию.The invention relates to inorganic chemistry and can be used as an active material of the cathode composition (C 5 H 4 N) * xY 2 O 5 * yH 2 O, where x = 0.10-0.12, y = 0.7-0.9. The advantage of the obtained material is that it provides stable electrochemical characteristics of the secondary lithium-ion current source with a high value of the electrochemical capacity for lithium.

Уровень техникиState of the art

Одним из подходов для получения активного материала катода является использование гибридных материалов из проводящих полимеров, встроенных в неорганическую слоистую структуру.One approach to obtaining the cathode active material is to use hybrid materials from conductive polymers embedded in an inorganic layered structure.

Образование гибридных материалов из проводящих полимеров, встроенных в матрицу V2O5, происходит при интеркаляции молекул соответствующих мономеров в неорганическую слоистую структуру. Сильный окислительный характер оксида вызывает окислительно-восстановительную полимеризацию органических молекул. Следует отметить, что, в то время как встроенный полимер претерпевает частичное окисление, V2O5 частично восстанавливается, в результате чего он превращается в оксид со смешанной степенью окисления ванадия VIV/VV, электронная проводимость которого выше, чем у исходного V2O5.The formation of hybrid materials from conductive polymers embedded in a V 2 O 5 matrix occurs when molecules of the corresponding monomers are intercalated into an inorganic layered structure. The strong oxidizing nature of the oxide causes the redox polymerization of organic molecules. It should be noted that while the embedded polymer undergoes partial oxidation, V 2 O 5 is partially reduced, as a result of which it turns into an oxide with a mixed oxidation state of vanadium V IV / V V , the electronic conductivity of which is higher than that of the original V 2 O 5 .

Хорошо известно сродство V2O5 к интеркалированным азотсодержащим координационным соединениям и органическим лигандам. Для того чтобы использовать органическую добавку для улучшения электрохимического ответа, требуется наличие двух характеристик: (1) добавка должна содержать азотсодержащую группу для обеспечения взаимодействия со слоями оксида ванадия и приводить к раздвиганию слоев, и (2) содержать функциональную группу, которая стимулирует полимеризацию, например группа сульфоновой кислоты.The affinity of V 2 O 5 for intercalated nitrogen-containing coordination compounds and organic ligands is well known. In order to use an organic additive to improve the electrochemical response, two characteristics are required: (1) the additive must contain a nitrogen-containing group to ensure interaction with the vanadium oxide layers and lead to the separation of the layers, and (2) contain a functional group that stimulates polymerization, for example sulfonic acid group.

В работе (Wong, H. P., Dave, В. С., Leroux, F., Harreld, J„ Dunn, В., & Nazar, L. F. Synthesis and characterization of polypyrrole/vanadium pentoxide nanocomposite aerogels. Journal Of Materials Chemistry, 8(4), 1019-1027, 1998) рассматривается использование гибридных материалов на основе nonmmppona/V2O5. Композит был получен путем полимеризации пиррола с использованием V2O5, диспергированного в растворе хлорной кислоты HClO4, выступающей окислителем. При этом происходит одновременная полимеризация и осаждение гибридного материала, а также существенно увеличивается зарядно-разрядная емкость по сравнению с гибридными материалами, полученными без использования кислоты. Разрядная емкость на первом цикле с использованием кислоты составляет 135 мАч/г, тогда как разрядная емкость гибридного материала полипиррол/V2O5, полученного без использования кислоты - 98 мАч/г. Данная методика получения отличается от настоящего изобретения, как по химической природе продукта (составу), так и методике получения.In work (Wong, HP, Dave, V.S., Leroux, F., Harreld, J „Dunn, B., & Nazar, LF Synthesis and characterization of polypyrrole / vanadium pentoxide nanocomposite aerogels. Journal Of Materials Chemistry, 8 ( 4), 1019-1027, 1998) the use of hybrid materials based on nonmmppona / V 2 O 5 is considered . The composite was obtained by polymerization of pyrrole using V 2 O 5 dispersed in a solution of perchloric acid HClO 4 acting as an oxidizing agent. In this case, the simultaneous polymerization and precipitation of the hybrid material occurs, and the charge-discharge capacity is also significantly increased in comparison with hybrid materials obtained without the use of acid. The discharge capacity in the first cycle using acid is 135 mAh / g, while the discharge capacity of the hybrid material polypyrrole / V 2 O 5 obtained without using acid is 98 mAh / g. This production method differs from the present invention both in the chemical nature of the product (composition) and in the production method.

В патенте (США №8,148,455 Hybrid two- and three-component host-guest nanocomposites and method for manufacturing the same) рассматривается способ получения гибридного материала на основе V2O5 и электропроводящего полимера полианилина для использования в качестве катода для литий-ионных источников тока. Предварительно полученный ксерогель V2O5 смешивается с водным раствором хлорида анилиния, итоговая смесь подвергается помолу в планетарной мельнице в течение 8 часов с последующим промытием и высушиванием. Недостатком данной методики, от настоящего изобретения, является невозможность получения материала с пористой морфологией, необходимой для увеличения площади контакта материала катода с жидким электролитом.US Patent No. 8,148,455 Hybrid two- and three-component host-guest nanocomposites and method for manufacturing the same) describes a method for producing a hybrid material based on V 2 O 5 and an electrically conductive polyaniline polymer for use as a cathode for lithium-ion current sources . The pre-obtained xerogel V 2 O 5 is mixed with an aqueous solution of aniline chloride, the final mixture is milled in a planetary mill for 8 hours, followed by washing and drying. The disadvantage of this technique, from the present invention, is the inability to obtain a material with a porous morphology necessary to increase the contact area of the cathode material with liquid electrolyte.

Наиболее близкой к предложенному по технической сущности и количеству совпадающих признаков является работа (F. Leroux, В. Е. Коеnе, L.F. Nazar, Electrochemical Lithium Intercalation into a Polyaniline/V2O5 Nanocomposite. Journal Of The Electrochemical Society, 143(9), L181, 1996) по синтезу нанокомпозита полианилинV2O5 для применения во вторичных литий-ионных источников тока. Предварительно полученный ксерогель V2O5 смешивается с прекурсором для получения полианилина, в результате, к полученному раствору полианилин/ V2O5 доваблялся H2O2. Отличия данной методики от предложенной заключается в необходимости пошагового синтеза и невозможностью формирования наносвитков, которые создают необходимую иерархию макро- и микропор.The closest to the proposed technical essence and the number of matching features is the work (F. Leroux, V.E. Konene, LF Nazar, Electrochemical Lithium Intercalation into a Polyaniline / V 2 O 5 Nanocomposite. Journal Of The Electrochemical Society, 143 (9) , L181, 1996) on the synthesis of the polyaniline V 2 O 5 nanocomposite for use in secondary lithium-ion current sources. The pre-obtained xerogel V 2 O 5 is mixed with the precursor to obtain polyaniline, as a result, H 2 O 2 is added to the resulting polyaniline / V 2 O 5 solution. The differences between this technique and the proposed one are the need for step-by-step synthesis and the inability to form nanowires that create the necessary hierarchy of macro- and micropores.

Совокупность существенных признаков изобретенияThe set of essential features of the invention

Была поставлена задача получения гибридных неоргано-органического материалов с пористой структурой, обладающих улучшенными механическими свойствами на основе гелей оксида ванадия (V) и электропроводящего пролимерного материала - полианилина, что позволит их использовать для создания новых материалов для вторичных литий-ионных источников тока.The task was to obtain hybrid inorganic-organic materials with a porous structure that have improved mechanical properties based on gels of vanadium (V) oxide and an electrically conductive pro-polymer material - polyaniline, which will allow them to be used to create new materials for secondary lithium-ion current sources.

Данная задача была решена настоящим изобретением, в частности получением гибридного электродного материала формулой (C6H4N)*xV2O5*yH2O, где х=0.10-0.12, y=0.7-0.9, в виде наносвитков с пористой структурой.This problem was solved by the present invention, in particular the production of a hybrid electrode material of the formula (C 6 H 4 N) * xV 2 O 5 * yH 2 O, where x = 0.10-0.12, y = 0.7-0.9, in the form of nanowires with a porous structure .

Гибидный материал был получен путем добавления V2O5 и сульфата анилиния к раствору H2O5 (10-20% масс.) при перемешивании с последующим нагреванием смеси до 40°C и выдерживанием, при данной температуре, в течение 1 часа, тем самым в процессе синтеза происходит равномерное распределение полианилина в межслоевое пространство V2O5 и улучшаются механические свойства конечного продукта.A hybrid material was obtained by adding V 2 O 5 and anilinium sulfate to a solution of H 2 O 5 (10-20 wt.%) With stirring, followed by heating the mixture to 40 ° C and keeping at this temperature for 1 hour, thereby, in the synthesis process, a uniform distribution of polyaniline in the V 2 O 5 interlayer space occurs and the mechanical properties of the final product are improved.

Технический результатTechnical result

При низких трудозатратах и простом техническом исполнении получен гибридный катодный материал (C6H4N)*xV2O5*yH2O, где х=0.10-0.12, y=0.7-0.9 в виде наносвитков с пористой структурой, которая благодаря высокой площади поверхности позволяет легко контактировать с жидким электролитом, тем самым облегчая интеркаляцию ионов лития в межслоевое пространство пентаоксида ванадия. Использование электроводящего полимерного материала позволяет улучшить механические и транспортные свойства материала при циклировании, и тем самым достигается высокая удельная электрохимическая емкость и ее стабильность во времени.At low labor costs and simple technical performance, a hybrid cathode material (C 6 H 4 N) * xV 2 O 5 * yH 2 O was obtained, where x = 0.10-0.12, y = 0.7-0.9 in the form of nanowires with a porous structure, which, due to the high surface area makes it easy to contact with liquid electrolyte, thereby facilitating the intercalation of lithium ions in the interlayer space of vanadium pentoxide. The use of an electrically conductive polymer material allows to improve the mechanical and transport properties of the material during cycling, and thereby a high specific electrochemical capacity and its stability over time are achieved.

Детальное описание способа полученияA detailed description of the method of obtaining

Гибидный материал (C6H4N)*xV2O5*yH2O (х=0.10-0.12, y=0.7-0.9) в виде наносвитков с пористой структурой был получен путем добавления V2O5 и сульфата анилиния к раствору H2O2 (15% масс.) при перемешивании с последующим нагреванием смеси до 40°C и выдерживанием, при данной температуре, в течение 1 часа.Hybrid material (C 6 H 4 N) * xV 2 O 5 * yH 2 O (x = 0.10-0.12, y = 0.7-0.9) in the form of nanorods with a porous structure was obtained by adding V 2 O 5 and aniline sulfate to the solution H 2 O 2 (15% wt.) With stirring, followed by heating the mixture to 40 ° C and maintaining at this temperature for 1 hour.

Порядок добавления компонентов можно изменить путем получения геля из пентаоксида ванадия растворением порошка V2O5 в H2O2 (15% масс.) с последующим добавлением сульфата анилиния, при перемешивании, нагреванием смеси до 40°C и выдерживанием при данной температуре в течение 1 часа.The order of addition of the components can be changed by preparing a gel from vanadium pentoxide by dissolving V 2 O 5 powder in H 2 O 2 (15 wt%), followed by the addition of aniline sulfate, with stirring, heating the mixture to 40 ° C and keeping at this temperature for 1 hour

В результате синтеза, после фильтрации, промывки продукта и сушки при температуре 60°C образовывался продукт с пористой микроструктурой в форме наносвитков длиной от 100 до 500 нм и диаметром от 10 до 20 нм (Рис.1а,б) с площадью поверхности 60 м2/г и диаметром пор 20-30 нм (Рис.2).As a result of synthesis, after filtration, washing of the product and drying at a temperature of 60 ° C, a product was formed with a porous microstructure in the form of nanoswitches with a length of 100 to 500 nm and a diameter of 10 to 20 nm (Fig. 1a, b) with a surface area of 60 m 2 / g and a pore diameter of 20-30 nm (Fig. 2).

Данные рентгенофазового анализа показывают (Рис.3), что пики (001) слоистого V2O5 указывают на увеличение межслоевого пространства от 11 до 13,5 А, что соответствует интеркаляции полианилина в межслоевое пространство V2О5 с образованием гибридного органо-неорганического композита.X-ray phase analysis data show (Fig. 3) that the (001) peaks of layered V 2 O 5 indicate an increase in the interlayer space from 11 to 13.5 A, which corresponds to the intercalation of polyaniline in the interlayer space of V 2 O 5 with the formation of a hybrid organo-inorganic composite.

По данным ТГ-ДТА (Рис.3), первичная потеря массы происходит в диапазоне температур от 55-120°C, что отвечает за дегидратацию образца, вторая - при нагревании до 360°C и отвечает разложению полианилина с последующей кристаллизацией неорганической составляющей. Общая потеря массы в образце составляет 9-12 масс.%, состав композита может быть оценен как (C6H4N)*xV2O5*yH2O, где х=0.10-0.12, y=0.7-0.9.According to TG-DTA (Fig. 3), the primary mass loss occurs in the temperature range from 55-120 ° C, which is responsible for the dehydration of the sample, the second - when heated to 360 ° C and corresponds to the decomposition of polyaniline with subsequent crystallization of the inorganic component. The total mass loss in the sample is 9-12 wt.%, The composition of the composite can be estimated as (C 6 H 4 N) * xV 2 O 5 * yH 2 O, where x = 0.10-0.12, y = 0.7-0.9.

Для электрохимических исследований активную массу для рабочих электродов готовили смешением 75% активного материала, 20% электропроводящей добавки (ацетиленовой сажи, окисленного графита, углеродных нанотрубок) и 5% поливинилидендифторида (Aldrich), растворенного в N-метилпирролидоне (Aldrich).For electrochemical studies, the active mass for working electrodes was prepared by mixing 75% of the active material, 20% of the electrically conductive additive (acetylene black, oxidized graphite, carbon nanotubes) and 5% polyvinylidene difluoride (Aldrich) dissolved in N-methylpyrrolidone (Aldrich).

Гомогенизизацию электродной массы проводили путем ультразвуковой обработки в течение 10 мин. Готовую массу наносили равномерным слоем на одну сторону токоподвода, изготовленного из сетки из нержавеющей стали (сетка толщиной 0.05 мм). Для удаления N-метилпирролидона электроды сушили в сушильном шкафу при температуре 90°C в течение 5 часов. Далее электроды прессовали с усилием 500 кг/см2 в течение 30 сек, после чего повторно сушили в вакууме при температуре 120°C-240°C в течение 8-12 часов для удаления следов воды. Количество активного вещества на электродах размером 1.0 см × 1.0 см составляло 20-25 мг.Homogenization of the electrode mass was carried out by ultrasonic treatment for 10 minutes The finished mass was applied evenly on one side of the current lead made of stainless steel mesh (0.05 mm thick mesh). To remove N-methylpyrrolidone, the electrodes were dried in an oven at 90 ° C for 5 hours. Next, the electrodes were pressed with a force of 500 kg / cm 2 for 30 seconds, after which they were re-dried in vacuum at a temperature of 120 ° C-240 ° C for 8-12 hours to remove traces of water. The amount of active substance on the electrodes measuring 1.0 cm × 1.0 cm was 20–25 mg.

Противоэлектрод и электрод сравнения готовили путем накатки тонких литиевых полос (литий марки ЛЭ-1) на никелевую сетку с приваренным к ней токоподводом из никелевой фольги.A counter electrode and a reference electrode were prepared by rolling thin lithium strips (lithium grade LE-1) onto a nickel grid with a nickel foil current lead welded to it.

Испытания электродов (регистрация зарядно-разрядных кривых и циклических вольтамперограмм) проводили в герметичных тефлоновых ячейках плоскопараллельной конструкции, содержащих рабочий электрод, один или два противоэлектрода и электрод сравнения. Все операции по сборке макетов элементов проводили в перчаточном боксе с атмосферой аргона Labconco Protector CA. Содержание паров воды и кислорода в атмосфере бокса не превышало 5 милионных долей. В качестве электролита использовали 1 М раствор LiClO4 (Aldrich, battery grade) в смеси пропиленкарбоната (Aldrich, anhydrous) и 1,2-диметоксиэтана (Aldrich, anhydrous) (7:3 по объему). Содержание воды в этих электролитах, измеренное по Фишеру (684 KF-Coulometer, Metrohm), не превышало 50 ppm. Все электроды разделялись сепараторами из пористого полипропилена марки ПОРП (НПО «Уфим», Москва).Testing of the electrodes (recording charge-discharge curves and cyclic voltammograms) was carried out in sealed Teflon cells of plane-parallel design containing a working electrode, one or two counter electrodes and a reference electrode. All operations for the assembly of prototypes of elements were carried out in a glove box with argon atmosphere Labconco Protector CA. The content of water and oxygen vapor in the atmosphere of the box did not exceed 5 ppm. A 1 M solution of LiClO 4 (Aldrich, battery grade) in a mixture of propylene carbonate (Aldrich, anhydrous) and 1,2-dimethoxyethane (Aldrich, anhydrous) (7: 3 by volume) was used as an electrolyte. The water content in these electrolytes, measured according to Fisher (684 KF-Coulometer, Metrohm), did not exceed 50 ppm. All electrodes were separated by separators made of porous polypropylene of the PORP brand (NPO Ufim, Moscow).

Ток заряда/разряда составлял 20 мА/г.Скорость развертки потенциала составляла 130 мкВ/с. Диапазон потенциалов циклирования ячеек составлял 2.0-4.0 В (в сравнении с Li/Li+).The charge / discharge current was 20 mA / g. The potential sweep rate was 130 μV / s. The range of cell cycling potentials was 2.0–4.0 V (in comparison with Li / Li + ).

Начальная разрядная емкость электрода составила около 240 мАч/г. Скорость падения удельной емкости после 20 цикла уменьшается до 1,3 мАч/г за цикл и обуславливается протеканием изменением структуры вещества и образованием «паразитного слоя» на поверхности катодного материала (Рис. 4).The initial discharge capacity of the electrode was about 240 mAh / g. The rate of decrease in specific capacity after the 20th cycle decreases to 1.3 mAh / g per cycle and is caused by the occurrence of a change in the structure of the substance and the formation of a “parasitic layer” on the surface of the cathode material (Fig. 4).

Изобретение иллюстрируется следующими рисунками и примерами.The invention is illustrated by the following figures and examples.

Рис. 1. Микрофотографии получаемого гибридного материала.Fig. 1. Micrographs of the resulting hybrid material.

Рис. 2. Распределение пор по размеру для образца, рассчитанное из данных капиллярной адсорбции азота.Fig. 2. Pore size distribution for the sample, calculated from the data of capillary nitrogen adsorption.

Рис. 3. Дифрактограмма гибридного материала (C6H4N)*xV2O5*yH2O. Вставка: кривые термического анализа, полученные при политермическом нагреве исходных продуктов синтеза.Fig. 3. Diffraction pattern of the hybrid material (C 6 H 4 N) * xV 2 O 5 * yH 2 O. Insert: thermal analysis curves obtained by polythermal heating of the starting products of the synthesis.

Рис. 4. Емкость гибридного материала при цикловании. Вставка: циклическая вольтамперограмма, скорость развертки потенциала 130 мкВ/с.Fig. 4. The capacity of the hybrid material during cycling. Insert: cyclic voltammogram, potential sweep speed 130 μV / s.

Пример 1.Example 1

Смесь прошков V2O5 и сульфата анилиния, взятых в мольном соотношении 1:0.1-0.5, добавляется к раствору H2O2 (15% масс.) при перемешивании с последующим нагреванием смеси до 40°C и выдерживанием при данной температуре в течение 1 часа. После охлаждения до комнатной температуры темно-зеленые хлопья осадка отфильтровываются, промываются дистиллированной водой и высушиваются при 60°C в течение суток на воздухе. Свойства полученного материала представлены на Рис. 1-4.A mixture of V 2 O 5 broaches and anilinium sulfate taken in a molar ratio of 1: 0.1-0.5 is added to a H 2 O 2 solution (15 wt%) with stirring, followed by heating the mixture to 40 ° C and keeping at this temperature for 1 hour After cooling to room temperature, the dark green flakes of the precipitate are filtered off, washed with distilled water and dried at 60 ° C for one day in air. The properties of the obtained material are presented in Fig. 1-4.

Пример 2.Example 2

К 30 мл раствора H2O2 (10-20% масс.) добавляется при перемешивании 0.5 г порошка пентаоксида ванадия. После формирования геля V2O5 к раствору медленно добавляется сульфат анилиния в мольном соотношении 1:0.1-0.5 моль. Смесь нагревается до 40°C и выдерживается, при данной температуре, в течение 1 часа. После охлаждения до комнатной температуры темно-зеленые хлопья осадка отфильтровываются, промываются дистиллированной водой и высушиваются при 60°C в течение суток на воздухе. Свойства полученного материала представлены на Рис. 1-4.To 30 ml of a solution of H 2 O 2 (10-20% wt.) Is added with stirring 0.5 g of powder of vanadium pentoxide. After the formation of the V 2 O 5 gel, aniline sulfate in a molar ratio of 1: 0.1-0.5 mol is slowly added to the solution. The mixture is heated to 40 ° C and maintained at this temperature for 1 hour. After cooling to room temperature, the dark green flakes of the precipitate are filtered off, washed with distilled water and dried at 60 ° C for one day in air. The properties of the obtained material are presented in Fig. 1-4.

Материал, предложенный в настоящем изобретении, представляет большой интерес для использования в качестве активного катодного материала для вторичных литий-ионных источников тока. Интерес определяется высокими электрохимическими свойствами с емкостью более 240 мАч/г и стабильностью при циклировании.The material proposed in the present invention is of great interest for use as an active cathode material for secondary lithium-ion current sources. Interest is determined by high electrochemical properties with a capacity of more than 240 mAh / g and stability during cycling.

Claims (3)

1. Катодный органо-неорганический гибридный материал для вторичных литий-ионных источников тока состава (C6H4N)*xV2O5*yH2O, где х=0.10-0.12, y=0.7-0.9 в виде наносвитков длиной от 100 до 500 нм и диаметром от 10 до 20 нм с площадью поверхности 60 м2/г и диаметром пор 20-30 нм.1. Cathode organo-inorganic hybrid material for secondary lithium-ion current sources of the composition (C 6 H 4 N) * xV 2 O 5 * yH 2 O, where x = 0.10-0.12, y = 0.7-0.9 in the form of nanorotations with a length of 100 to 500 nm and a diameter of 10 to 20 nm with a surface area of 60 m 2 / g and a pore diameter of 20-30 nm. 2. Способ получения гибридного материала по п.1, включающий растворение в H2O2 (15 мас.%) смеси V2O5 и сульфата анилиния, взятых в мольных соотношении 1:0.1-0.5 при перемешивании с последующим нагреванием до 40°С, выдерживанием при данной температуре в течение 1 часа, фильтрацией, промывкой продукта и высушиванием при 60°С.2. A method of obtaining a hybrid material according to claim 1, comprising dissolving in H 2 O 2 (15 wt.%) A mixture of V 2 O 5 and anilinium sulfate taken in a molar ratio of 1: 0.1-0.5 with stirring, followed by heating to 40 ° C, keeping at this temperature for 1 hour, filtering, washing the product and drying at 60 ° C. 3. Способ получения гибридного материала по п.1, включающий образование геля из пентаоксида ванадия путем растворения порошка V2O5 в H2O2 (10-20 мас.%) с последующим добавлением сульфата анилиния в мольном соотношении на 1 моль V2O5 - 0.1-0.5 моль сульфата анилиния, нагреванием до 40°C, выдерживанием при данной температуре в течение 1 часа, фильтрацией, промывкой продукта и высушиванием при 60°C. 3. The method of producing a hybrid material according to claim 1, comprising the formation of a gel from vanadium pentoxide by dissolving the V 2 O 5 powder in H 2 O 2 (10-20 wt.%), Followed by the addition of aniline sulfate in a molar ratio of 1 mol V 2 O 5 - 0.1-0.5 mol of aniline sulfate, heating to 40 ° C, keeping at this temperature for 1 hour, filtering, washing the product and drying at 60 ° C.
RU2012116545/04A 2012-04-25 2012-04-25 Method of obtaining hybrid material (versions) for rechargeable chemical sources of current RU2554940C2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2012116545/04A RU2554940C2 (en) 2012-04-25 2012-04-25 Method of obtaining hybrid material (versions) for rechargeable chemical sources of current

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2012116545/04A RU2554940C2 (en) 2012-04-25 2012-04-25 Method of obtaining hybrid material (versions) for rechargeable chemical sources of current

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU2012116545A RU2012116545A (en) 2013-12-10
RU2554940C2 true RU2554940C2 (en) 2015-07-10

Family

ID=49682498

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2012116545/04A RU2554940C2 (en) 2012-04-25 2012-04-25 Method of obtaining hybrid material (versions) for rechargeable chemical sources of current

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2554940C2 (en)

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2408112C1 (en) * 2008-11-10 2010-12-27 ДАЭДЖУНГ ЭМ КО., Лтд. Active cathode material for lithium batteries, method of making said material and lithium batteries containing said material

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2408112C1 (en) * 2008-11-10 2010-12-27 ДАЭДЖУНГ ЭМ КО., Лтд. Active cathode material for lithium batteries, method of making said material and lithium batteries containing said material

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
F. Leroux, В. Е. Коепе, L.F. Nazar, Electrochemical Lithium Intercalation into a Polyaniline/V2O5 Nanocomposite. Journal Of The Electrochemical Society, 143(9), L181, 1996. *

Also Published As

Publication number Publication date
RU2012116545A (en) 2013-12-10

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Liu et al. V 2 O 5 nanospheres with mixed vanadium valences as high electrochemically active aqueous zinc-ion battery cathode
Lin et al. Facile synthesis of Nb2O5/carbon nanocomposites as advanced anode materials for lithium-ion batteries
Qi et al. Towards high-performance aqueous zinc-ion battery via cesium ion intercalated vanadium oxide nanorods
Xia et al. Ultrathin MoS2 nanosheets tightly anchoring onto nitrogen-doped graphene for enhanced lithium storage properties
Shukur et al. Hydrogen ion conducting starch-chitosan blend based electrolyte for application in electrochemical devices
Fayed et al. Carbon and nitrogen co-doped MoS2 nanoflakes as an electrode material for lithium-ion batteries and supercapacitors
Fang et al. Ration design of porous Mn-doped Na3V2 (PO4) 3 cathode for high rate and super stable sodium-ion batteries
Yao et al. Ultrathin Sb2S3 nanosheet anodes for exceptional pseudocapacitive contribution to multi-battery charge storage
Park et al. Hierarchically structured reduced graphene oxide/WO3 frameworks for an application into lithium ion battery anodes
Wang et al. Nanoporous LiMn2O4 spinel prepared at low temperature as cathode material for aqueous supercapacitors
Liu et al. Design of well-defined porous Ti2Nb10O29/C microspheres assembled from nanoparticles as anode materials for high-rate lithium ion batteries
Li et al. Conjugated microporous polyarylimides immobilization on carbon nanotubes with improved utilization of carbonyls as cathode materials for lithium/sodium-ion batteries
Ye et al. Enhancement effect of Na ions on capacitive behavior of amorphous MnO2
Han et al. Construction of manganese-cobalt-sulfide anchored onto rGO/Ni foam with a high capacity for hybrid supercapacitors
Ottmann et al. Electrochemical performance of single crystal belt-like NH4V3O8 as cathode material for lithium-ion batteries
Guo et al. Electrochemical characterization of polyaniline–LiV3O8 nanocomposite cathode material for lithium ion batteries
Zhao et al. In situ constructing amorphous V2O5@ Ti3C2Tx heterostructure for high-performance aqueous zinc-ion batteries
Fang et al. Facile preparation of Li4Ti5O12/AB/MWCNTs composite with high-rate performance for lithium ion battery
Yang et al. Superior Li-ion storage of VS 4 nanowires anchored on reduced graphene
Jing et al. Interlayer-expanded and binder-free VS2 nanosheets assemblies for enhanced Mg2+ and Li+/Mg2+ hybrid ion storage
Li et al. Superior rate performance of Li 3 V 2 (PO 4) 3 co-modified by Fe-doping and rGO-incorporation
Kim et al. Composite gel polymer electrolyte with ceramic particles for LiNi1/3Mn1/3Co1/3O2-Li4Ti5O12 lithium ion batteries
Cai et al. Defect-rich MoO3 nanobelt cathode for a high-performance hybrid alkali/acid Zn-MoO3 rechargeable battery
Hassan et al. Effect of electrolytic solutions on the electrochemical performance of binder-free VMnS electrode and its applications as an energy storage devices
Nan et al. Amorphous VPO4/C with the enhanced performances as an anode for lithium ion batteries

Legal Events

Date Code Title Description
QA4A Patent open for licensing

Effective date: 20200317