The invention discloses a large-scale preparation of a five oxidation two alum and a carbon nanometer compound and a lithium battery application, belonging to the technical field of functional nano material preparation. The five - oxide two vanadium solid powder is dissolved in pure water, mixed with hydrogen peroxide to obtain a deep red solution, and the solution is kept sol for a period of time. The sol is subjected to a freeze-drying process to obtain a three-dimensional self-supporting solid. Five of two vanadium oxide nanomaterials can be obtained by calcination of some solids in nitrogen atmosphere. Composite carbon nanotubes and graphene only need to get deep red solution, after adding the corresponding solid, dispersed evenly can be, the rest of the operation unchanged. The cathode material of the lithium battery prepared by the method has the advantages of long service life, high capacity and stable cycle performance. The whole process is simple, low price of raw materials, no toxic product, low energy consumption, green environmental protection, in order to overcome the current high cost of production of lithium battery materials, complex process, disadvantages of by-product toxicity, suitable for large-scale industrialized production.
【技术实现步骤摘要】
五氧化二矾及其碳纳米复合物规模化制备与锂电池应用
本专利技术涉及一种可用作锂离子电池正极材料的五氧化二钒及其碳基复合物纳米材料的规模化制备方法,属于功能纳米材料的制备
技术介绍
随着全球经济的日益发展和人口数量的急剧增长,人类对能源的需求越来越大,因此能源问题已经成为一个全人类急需面对和解决的问题。化石能源的不可再生和日益枯竭迫使我们需要研发新能源。锂电池具有循环寿命长,能量密度高,性能稳定,环境友好等特点受到人们的广泛关注和使用,是新能源领域中技术最成熟和应用最广泛的一种能源转换技术。锂电池现已广泛应用于电动汽车,手机,电脑和一些可穿戴设备中,随着新能源产业的不断发展,锂电池的市场需求会进一步扩大。而现在的锂电池普遍存在生产成本较高,容量较低等缺点。研发电池容量高,原料来源广泛,生产技术简单的锂电池显得尤为重要。五氧化二钒原料来源广泛、成本低廉,适合规模化生产锂电池正极材料,其具有的层状结构使得锂离子较容易的插入正极,增加反应活性,高的理论容量等这些优势使得它成为宏量制备和低成本生产锂电池正极的最佳材料之一。但是块状的五氧化二钒并不具有较大的比表面积,以及不良的导电性和较差的离子传输能力等缺点限制了它的进一步商业应用。为此,制备结构纳米化的三维自支撑的五氧化二钒材料来增大其比表面积和活性位点以及材料的柔韧性,复合导电剂以增强其电子和离子传输能力是改善其锂电性能的重要措施。碳纳米管是一种高端导电剂,呈一维结构,由碳原子杂化而成的一个或多个同轴碳管组成。将碳纳米管分散开来,可以形成相互交联的导电网络,极大的提高材料的导电性。而碳纳米管本身重量轻,几 ...
【技术保护点】
一种五氧化二钒纳米材料的制备方法,其特征在于,该制备方法包括以下步骤:a.将五氧化二钒粉末溶于超纯水中;加入30%双氧水溶液;五氧化二钒粉末、超纯水与30%双氧水溶液的比例是0.3‑2g V
【技术特征摘要】
1.一种五氧化二钒纳米材料的制备方法,其特征在于,该制备方法包括以下步骤:a.将五氧化二钒粉末溶于超纯水中;加入30%双氧水溶液;五氧化二钒粉末、超纯水与30%双氧水溶液的比例是0.3-2gV2O5:25mLH2O:5mL30%H2O2,得到红色的透明溶液;将得到的溶液放置于40~60度恒温箱中保温12~24h,获得红褐色的V2O5溶胶物质;b.将五氧化二钒溶胶放入液氮中冷冻10min,然后立即放入冻干机中进行抽真空干燥,得到蓬松状的三维自支撑结构的V2O5三维纳米固体粉末;c.将所得到的固体在氮气气氛下进行煅烧,得到五氧化二钒纳米材料。2.如权利要求1所述的一种五氧化二钒纳米材料的制备方法,其特征在于,步骤a所用的五氧化二钒粉末质量为0.364-2g,双氧水质量分数为30%,5mL。3.如权利要求1所述的一种五氧化二钒纳米材料的制备方法,其特征在于:步骤b中的真空干燥时间为10-48h。4.如权利要求1所述的一种五氧化二钒纳米材料的制备方法,其特征在于:步骤c中的升温速率为2-10℃/min,速度升温到300-600℃,煅烧时间为0.5-3h。5.一种五氧化二钒复合碳纳米管纳米材料的制备方法,其特征在于,该制备方法包括以下步骤:a.将五氧化二钒粉末溶于超纯水中,加入30%双氧水溶液,在室温条件下放置1h,得到红色的透明溶液;加入碳纳米管固体粉末;五氧化二钒粉末、超纯水、30%双氧水溶液与碳纳米管固体粉末的比例是0.3-2gV2O5:25mLH2O:5mL30%H2O2:0.06-0.4gCNT,并超声分散30min;将得到的溶液放置于50度恒温箱中保温24h,获得黑色的V2O5/CNT溶胶物质;b.将五氧化二钒复合碳纳米管的溶胶放入液氮中冷冻10min,然后立即放入冻干机中进行抽真空干燥,得到蓬松状的三维自支撑结构的V2O5/CNT纳米固体粉末;c.将所得到的固体...
【专利技术属性】
技术研发人员:朱纪欣,黄维,马中原,黄晓,
申请(专利权)人:南京工业大学,
类型:发明
国别省市:江苏,32
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