碳限域的三氧化二钒中空微球及其制备方法和应用技术

本发明专利技术涉及一种碳限域的三氧化二钒中空微球及其制备方法，该材料可作为锂离子电池负极活性材料，其为碳包覆以及氮掺杂的V2O3，形貌为均匀的中空微球，所述三氧化二钒中空微球的直径为150～250nm，其微球表面存在大量介孔，孔径分布在2nm～10nm之间，碳含量为8％‑10.wt％。本发明专利技术的有益效果是：采用简单的水热法结合后期热处理制备出碳限域的三氧化二钒中空微球，该材料作为锂离子电池的负极活性材料时，表现较高的比容量和良好的循环稳定性以及优异的倍率性能，是高倍率，长寿命锂离子电池的潜在应用材料。本发明专利技术工艺简单，条件温和，可实现产物可控合成，符合绿色化学的要求，利于市场化推广。

Carbon Limited three oxidized two vanadium hollow microspheres and their preparation and Application

The invention relates to a carbon-limited vanadium trioxide hollow microsphere and a preparation method thereof. The material can be used as an anode active material for lithium-ion batteries. The material is carbon-coated and nitrogen-doped V2O3 with uniform hollow microsphere morphology. The diameter of the vanadium trioxide hollow microsphere is 150-250 nm, and there are a large number of intermediates on the surface of the microsphere. The pore size distribution is between 2nm and 10nm, and the carbon content is 8% 10.wt%. The invention has the beneficial effect that the carbon-limited vanadium dioxide hollow microspheres are prepared by simple hydrothermal method combined with post-heat treatment. When the material is used as the anode active material of lithium-ion batteries, it has high specific capacity, good cycling stability and excellent rate performance, and is high-rate and long-life lithium-ion. Potential application materials for batteries. The invention has the advantages of simple process, mild conditions, controllable synthesis of products, meeting the requirements of green chemistry, and being favorable for market promotion.

【技术实现步骤摘要】
碳限域的三氧化二钒中空微球及其制备方法和应用
本专利技术属于纳米材料与电化学器件
，具体涉及一种碳限域的三氧化二钒中空微球及其制备方法，该材料可作为锂离子电池负极活性材料。
技术介绍
随着化石能源的逐渐枯竭和所带来的环境污染问题日益严重，迫使我们开发和利用二次能源，而锂离子电池作为二次能源的代表，已经广泛应用于各个领域。如今，石墨作为锂离子电池的负极材料已经商业化。然而，受其理论容量的限制，石墨已经无法满足我们对具有高能量密度储能器件的需求。因此，金属氧化物作为高理论容量的电极材料引起了研究者的广泛关注。但是在电池使用过程中其产生的体积膨胀以及低的电导率也限制了金属氧化物的发展，为此，如何减少金属氧化物的体积膨胀和增加其导电性的问题也成了我们关注的焦点。三氧化二钒，一种低价的钒氧化物，与其他高价的钒氧化物如五氧化二钒相比，有更低的价态，它在进行转化反应的过程中有更小的体积膨胀，价格低廉且安全低毒。然而，三氧化二钒的进一步发展也受到材料本身低的电子导电率等不利因素的制约。所以，必须寻找有效的方法对其进行改进从而提高其电化学性能。而设计某种纳米结构和进行碳复合的方法可以有效解决低的本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.碳限域的三氧化二钒中空微球的制备方法，包括有以下步骤：S1称取1～3mmol钒源加入到DMF中，搅拌，得到深绿色澄清溶液A；S2称取10～20mmol有机配体加入到DMF中，得到透明澄清溶液B，将溶液B加入到步骤S1得到的溶液A中，进行搅拌；S3将步骤S2中所得到的混合溶液转入反应釜中，进行水热反应，然后取出自然冷却至室温，得到深绿色悬浊液；S4将步骤S3中得到的悬浊液进行离心洗涤，烘干；S5将步骤S4得到的干燥产物置于高温管式炉中进行烧结处理，取出后得到黑色产物，即为碳限域的三氧化二钒中空微球产物。

【技术特征摘要】
1.碳限域的三氧化二钒中空微球的制备方法，包括有以下步骤：S1称取1～3mmol钒源加入到DMF中，搅拌，得到深绿色澄清溶液A；S2称取10～20mmol有机配体加入到DMF中，得到透明澄清溶液B，将溶液B加入到步骤S1得到的溶液A中，进行搅拌；S3将步骤S2中所得到的混合溶液转入反应釜中，进行水热反应，然后取出自然冷却至室温，得到深绿色悬浊液；S4将步骤S3中得到的悬浊液进行离心洗涤，烘干；S5将步骤S4得到的干燥产物置于高温管式炉中进行烧结处理，取出后得到黑色产物，即为碳限域的三氧化二钒中空微球产物。2.按权利要求1所述的碳限域的三氧化二钒中空微球的制备方法，其特征在于步骤S1中所用的钒源为乙酰丙酮钒，步骤2)中所用的有机配体是二甲基咪唑。3.按权利要求1所述的碳限域的三氧化二钒中空微球的制备方法，其...

【专利技术属性】
技术研发人员：韩春华，刘芳，麦立强，孟甲申，
申请(专利权)人：武汉理工大学，
类型：发明
国别省市：湖北,42