片状钒酸钾材料组装环保水溶液锂离子电池体系的方法技术

本发明专利技术公开了一种片状钒酸钾材料组装环保水溶液锂离子电池体系的方法。结合液相法和固相烧结法制备片状钒酸钾负极材料，用除氧后的中性饱和硝酸锂水溶液，代替传统锂离子电池中的有机电解液，组装新型锂离子电池体系。与传统锂离子电池相比，水溶液锂离子电池彻底解决了安全隐患，不必在严格控制的干湿度、保护气氛下的手套箱内组装电池，水溶液锂离子电池的电解液廉价且其离子电导率比有机电解液高出两个数量级。本发明专利技术组装的新型水溶液锂离子电池，具有高倍率放电容量高于低倍率放电容量的特性，异于传统锂离子电池高倍率容量低于低倍率容量。该种新型电池体系在大功率、动力用能源领域和快速充放电领域中具有较强的应用前景和实用价值。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于锂离子电池应用
，特别涉及微米级片状钒酸钾材料组装新型环保水溶液锂离子电池体系的方法。
技术介绍
作为一种水溶液锂离子电池体系(简称“水锂电”)，采用无机水溶液代替传统锂离子电池的有机电解液，水锂电的优点：①其消除了因有机电解液与电极材料反应导致的安全隐患，②水溶液电解液的导电率比有机电解液高两个数量级，在动力用能源领域具有应用价值。钒酸钾材料多用于催化剂、催干剂、媒染剂、存储元件等领域，但是将微米级片状形貌的钒酸钾材料用于水溶液锂离子电池体系的报道甚少。水热反应液相法和固相烧结法结合的优点在于反应温和，无污染，温度易于控制，反应过程对人体无毒害，反应体系中不含有毒成分。除此之外，片状钒酸钾材料用于组装新型环保水溶液锂离子电池体系及其电化学性能鲜见报道。
技术实现思路
本专利技术目的在于克服上述现有技术不足，提供一种片状钒酸钾材料组装环保水溶液锂离子电池体系的方法。该方法组装的水锂电体系对环境友好，是绿色电池，并且具有与传统锂离子电池不同的本文档来自技高网...

【技术保护点】
片状钒酸钾材料组装环保水溶液锂离子电池体系的方法，其特征在于，包括以下步骤：1)制备K0.5V2O5的前驱体：将KCl溶于去离子水中形成摩尔浓度为1～2mol·L‑1的KCl溶液A，按照摩尔比2:1称取碘化钾KI材料B与五氧化二钒V2O5材料C，将B和C置于溶液A中混合，搅拌均匀后，形成橙黄色悬浊液D；将D移至聚四氟乙烯内衬的反应釜内，进行200～220℃、恒温20～24小时的水热反应，待反应结束后得到棕绿色前驱体沉淀E；将沉淀E用去离子水清洗，真空离心抽滤3次，得到物质F；将物质F置于55～65℃干燥箱中干燥10～12小时，得到K0.5V2O5的前驱体G；2)合成K0.5V2O5材料将K0....

【技术特征摘要】
1.片状钒酸钾材料组装环保水溶液锂离子电池体系的方法，其特征在于，包
括以下步骤：
1)制备K0.5V2O5的前驱体：
将KCl溶于去离子水中形成摩尔浓度为1～2mol·L-1的KCl溶液A，按照摩
尔比2:1称取碘化钾KI材料B与五氧化二钒V2O5材料C，将B和C置于溶液A
中混合，搅拌均匀后，形成橙黄色悬浊液D；将D移至聚四氟乙烯内衬的反应釜
内，进行200～220℃、恒温20～24小时的水热反应，待反应结束后得到棕绿色前
驱体沉淀E；将沉淀E用去离子水清洗，真空离心抽滤3次，得到物质F；将物
质F置于55～65℃干燥箱中干燥10～12小时，得到K0.5V2O5的前驱体G；
2)合成K0.5V2O5材料
将K0.5V2O5的前驱体G置于瓷舟，放入Fe-Cr-Al丝卧式电阻炉中进行热处
理：氩气气氛中，550～600℃下恒温5～6小时后，随炉冷却，得到微米级片状
K0.5V2O5材料；
3)制备电极片：
按质量百分比为80:10:10或者85:10:5称取K0.5V2O5、乙炔黑或石墨、聚偏
二氟乙烯；将聚偏二氟乙烯溶解在除水的N-甲基吡咯烷酮中，得到溶液P1；将
K0.5V2O5和乙炔黑或石墨混合，加入到溶液P1中，得到黑色浆料Q1；按质量百
分比为80:10:10或者85:10:5称...

【专利技术属性】
技术研发人员：赵铭姝，钱鹏，宋晓平，刘钊钧，
申请(专利权)人：西安交通大学，
类型：发明
国别省市：陕西;61