The invention relates to a method for preparing two vanadium oxide nanometer material and application in a magnesium rechargeable battery. The invention takes five oxidation cost cheap two vanadium, citric acid and surfactant as raw materials. The crystal structure of two vanadium oxide nano materials prepared by one pot hydrothermal method for the B phase, high purity, good crystallinity, the preparation method is easy to control. When the B phase two vanadium oxide nano materials as cathode materials of magnesium rechargeable batteries, in the current density of 50mA/g, the first discharge capacity can reach as high as 394.2mAh/g, through the 60 ring can keep 205.9mAh/g, discharge voltage up to 2.1V (vs.Mg
【技术实现步骤摘要】
二氧化钒纳米材料的制备方法及在镁可充电池中应用
本专利技术属于电化学领域,特别涉及一种二氧化钒纳米材料的制备方法及在镁可充电池中应用。
技术介绍
环境污染和能源危机的问题迫使人们开发洁净、高能新型多价转移的储能体系。相对于锂电池,镁可充电池具有更高的体积比容量(3832mAh/cm3)、低成本、安全环保的优点。镁可充电池是未来高比能二次电池的重要研究方向,有望成为新一代“绿色蓄电池”。相对于锂离子电池,镁可充电池的发展缓慢,主要由于两方面原因:一是镁在绝大部分溶液中会生成表面钝化膜,二价镁离子难以通过这种钝化层,使镁难以溶解或沉积,从而限制了镁的电化学活性;二是Mg2+电荷密度大,溶剂化效应严重,很难在一般的基质材料上可逆地嵌入/脱出,而且Mg2+在嵌入材料中的移动也较困难。因此,高比能镁可充电池的发展主要受限于正极材料的性能。寻找既具有高工作电压、高比容量,又能可逆脱嵌Mg2+的正极材料,是镁可充电池发展的新课题。钒氧化物是一系列常见于锂离子电池中的正极材料,具有高的氧化还原电势、多种氧化价态,电子容易转移、良好的电化学性能。Novák等以1mol/LMg(ClO4)2+1mol/LH2O的乙腈溶液作为电解液,以V2O5作为正极材料制成的镁可充电池,首次放电比容量为可达170mAh·g-1;Bruce等人用V6O13进行化学嵌镁,当以1MMg(ClO4)2和1MH2O/AN溶液为电解液的时候,V6O13的首次放电比容量为380mAh/g,但随着循环的进行上述两种材料的容量都迅速下降。在众多钒氧化物中,VO2有六种晶体结构,分别是VO2(R)、VO2(M) ...
【技术保护点】
一种二氧化钒粉体纳米材料的制备方法,其特征在于,有以下步骤:1)常压反应五氧化二钒、柠檬酸、表面活性剂为原料,将原料加入水中常压搅拌反应,反应温度为30~60℃,至溶液呈草绿色,调整溶液的pH值为2~7;其中柠檬酸与五氧化二钒摩尔比为3:1~1:1,表面活性剂的物质量为0~0.4mmol,蒸馏水体积为50~70mL;2)水热反应步骤1)所得溶液在140~220℃下进行水热反应6~24h,随后自然冷却至室温;收集固体,用无水乙醇和蒸馏水洗涤多次,真空干燥,得到二氧化钒纳米材料。
【技术特征摘要】
1.一种二氧化钒粉体纳米材料的制备方法,其特征在于,有以下步骤:1)常压反应五氧化二钒、柠檬酸、表面活性剂为原料,将原料加入水中常压搅拌反应,反应温度为30~60℃,至溶液呈草绿色,调整溶液的pH值为2~7;其中柠檬酸与五氧化二钒摩尔比为3:1~1:1,表面活性剂的物质量为0~0.4mmol,蒸馏水体积为50~70mL;2)水热反应步骤1)所得溶液在140~220℃下进行水热反应6~24h,随后自然冷却至室温;收集固体,用无水乙醇和蒸馏水洗涤多次,真空干燥,得到二氧化钒纳米材料。2.根据权利要求1所述的制备方法,其特征在于:表面活性剂为十二烷基硫酸钠、十二烷基苯磺酸钠、十六烷基三甲基溴化铵中任一种。3.根据权利要求1所述的制备方法,其特征在于:步骤1)所述搅拌反应的搅拌时间为6~24h。4.根据权利要求1所述的制备方法,其特征在于:步骤2)所述水热反应时,反应液体积为水热反应釜体积的70%。5.根据权利要求1所述的制备方法,...
【专利技术属性】
技术研发人员:刘渝萍,罗婷,陈昌国,苏红方,何春燕,李钰莹,黄丽婷,肖仁超,
申请(专利权)人:重庆大学,
类型:发明
国别省市:重庆,50
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