二价金属离子预嵌入层状钒氧化物纳米材料及其制备方法和应用技术

本发明专利技术涉及二价金属离子预嵌入层状钒氧化物纳米材料及其制备方法，其化学式为AxV2O5‑y，其中A为Mg，Ca、Sr或Zn，其中，MgxV2O5‑y的纳米带直径为100～1500nm、长度为5～50μm或者CaxV2O5‑y的纳米线直径为100～1000nm、长度为5～50μm或者SrxV2O5‑y的纳米线直径为100～1000nm、长度为5～50μm或者ZnxV2O5‑y的纳米线直径为100～300nm、长度为5～50μm或者ZnxV2O5‑y的纳米花直径为3～5μm。本发明专利技术表现出较高的比容量、良好的循环稳定性以及优异的倍率性能，是一种潜在的高性能商用锌离子电池正极材料。

Two valence metal ion pre embedding layered vanadium oxide nano material, preparation method and application thereof

The present invention relates to two valent metal ion pre embedded layered vanadium oxide nano material and its preparation method, its chemical formula AxV2O5 y, wherein A is Mg, Ca, Sr or Zn, the MgxV2O5 y nano with diameter of 100 ~ 1500nm, the length is 5 to 50 mu m or CaxV2O5 y the wire diameter is 100 ~ 1000nm, the length is 5 to 50 mu m or SrxV2O5 y nanowires with diameters of 100 ~ 1000nm, the length is 5 to 50 mu m or ZnxV2O5 y nanowires with diameters of 100 ~ 300nm, the length is 5 to 50 mu m or ZnxV2O5 nano y flower diameter 3 ~ 5 m. The present invention has high specific capacity, good cycle stability and excellent rate performance, and is a potential high-performance cathode material for commercial zinc ion battery.

【技术实现步骤摘要】
二价金属离子预嵌入层状钒氧化物纳米材料及其制备方法和应用
本专利技术属于纳米材料与电化学
，具体涉及二价金属离子预嵌入层状钒氧化物纳米材料及其制备方法，该纳米线可作为锌离子电池正极活性材料。
技术介绍
能源和环境是当今人类生存与社会发展必须应对的两个重大问题，随着煤炭石油等化石资源的枯竭和环境的日益恶化，发展太阳能、风能、水能等再生能源已经成为全球性趋势。电池作为一种高效电化学能源储存装置已被广泛应用于电动汽车、手机移动通讯等领域。然而一次电池造成资源浪费，传统铅酸蓄电池易导致区域性铅污染严重。资源的短缺和环保的迫切需求，促使人们大力发展绿色环保的高比能量新型电池体系。在二次电池中，锂离子电池和钠离子电池主要以有机溶液为电解液，具有较宽的电位窗口，因而通常能够实现较高的能量密度。但是，有机溶剂通常有毒且易燃，在使用过程中，存在很大的安全问题。电池必须在无水环境中制作的苛刻条件使生产成本增高，这些因素限制了其在大型储能领域的应用。用水系电解液代替有机电解液的电池体系，有望进一步降低电池生产成本，提高安全性。目前研究的水系锂离子电池，质子在电解液中能够稳定存在的电位窗口较窄，充放电本文档来自技高网...

【技术保护点】
二价金属离子预嵌入层状钒氧化物纳米材料，其化学式为AxV2O5‑y，其中A为Mg，Ca、Sr或Zn，X＝0.2～1.0，Y＝0～3，其中，MgxV2O5‑y的纳米带直径为50～1500nm、长度为5～50μm或者CaxV2O5‑y的纳米线直径为100～1000nm、长度为5～50μm或者SrxV2O5‑y的纳米线直径为100～1000nm、长度为5～50μm或者ZnxV2O5‑y的纳米线直径为100～300nm、长度为5～50μm或者ZnxV2O5‑y的纳米花直径为3～5μm。

【技术特征摘要】
1.二价金属离子预嵌入层状钒氧化物纳米材料，其化学式为AxV2O5-y，其中A为Mg，Ca、Sr或Zn，X＝0.2～1.0，Y＝0～3，其中，MgxV2O5-y的纳米带直径为50～1500nm、长度为5～50μm或者CaxV2O5-y的纳米线直径为100～1000nm、长度为5～50μm或者SrxV2O5-y的纳米线直径为100～1000nm、长度为5～50μm或者ZnxV2O5-y的纳米线直径为100～300nm、长度为5～50μm或者ZnxV2O5-y的纳米花直径为3～5μm。2.二价金属离子预嵌入层状钒氧化物纳米材料的制备方法，包括有以下步骤：1)称取钒源加到去离子水中，边搅拌边向其中逐滴加入浓度为30wt.％过氧化氢溶液，继续搅拌，得到橙红色澄清溶液；2)分别称取镁源、钙源、锶源或者锌源，加入步骤1)所得橙红色澄清溶液中，其中镁源、钙源、锶源或者锌源均可控制与钒源的比例，其摩尔比例为25～100:1，继续搅拌2～4小时；3)将步骤2)得到的溶液转移到反应釜中，进行水热反应，然后取出自然冷却至室温，得到絮状产物...

【专利技术属性】
技术研发人员：麦立强，陈丽能，徐小明，张国彬，
申请(专利权)人：武汉理工大学，
类型：发明
国别省市：湖北,42