The invention belongs to the field of electrochemical materials, in particular to the preparation method and application of a graphene/vanadium pentoxide composite material. The invention provides a preparation method of graphene/vanadium pentoxide composite material, which is as follows: vanadium source dissolves, then mixes with porous graphene oxide and graphene oxide in turn, after heating reaction, after impurity removal, drying and annealing, graphene/vanadium pentoxide product is obtained. The invention also provides an application of the product prepared by the above preparation method in the super capacitor. The preparation method provided by the invention is simple and easy to operate, increases specific surface area and provides more ion storage sites by adding porous graphene oxide into the composite material, and after making the product into electrode material, the electrochemical test results show that the product has good electrochemical performance and good capacitance characteristics. In the existing technology, the V2O5 composite electrode is difficult to synthesize and the electrochemical characteristics are poor.
【技术实现步骤摘要】
一种石墨烯/五氧化二钒复合材料的制备方法及其应用
本专利技术属于电化学材料领域,尤其涉及一种石墨烯/五氧化二钒复合材料的制备方法及其应用。
技术介绍
随着工业的迅速发展,人口的急剧增加,全球能源的消耗正以惊人的速度不断加快,能源短缺和环境污染成为当前人类发展面临的两大考验。因此,必须大力发展低成本、可持续并且环境友好的新型能量转换和存储装置来满足现代社会的发展需求和缓解日益突出的环境问题。在各种储能系统中,最主要的就是电化学能量存储系统,包括:锂离子电池、超级电容器和燃料电池等。近年来,随着信息技术、电子产品和车用能源等领域中新技术的迅速发展,超级电容器凭借着其比容量大、充放电速度快、循环寿命长等特点吸引了研究者的极大兴趣。超级电容器作为一种新型储能装置,其储能的机理主要是电荷的迅速积累和释放;储存能量的提高主则主要依靠提高电容器的电压或介质系数来实现。开发性能良好的超级电容器的关键之一是寻找合适的电极材料,使电容器具有足够高的电压窗口、离子脱嵌能力以及良好的导电性能,以保证电容器的高比容量、高倍率性能、高循环寿命以及良好的安全性能。因此,如何提高超级电容器的能量密度及工作电位窗口是解决这些问题的关键,而制备具有优异储能特性的电极材料是解决这些问题的有效途径之一。五氧化二钒(V2O5)是一种重要的功能材料,具有层状结构、较高的电压、多种氧化态、较高的比容量、资源丰富和价格低等优点,是超级电容器电极材料的研究热点。然而,偏低的导电率和较小的Li+扩散系数抑制了V2O5的发展。为此,人们将V2O5与具有高导电率的石墨烯、碳基材料及导电聚合物(如:聚吡咯)复合, ...
【技术保护点】
1.一种石墨烯/五氧化二钒复合材料的制备方法,其特征在于,所述制备方法为:步骤一、钒源溶于第一溶剂进行第一次搅拌后,与第二溶剂混合进行第二次搅拌,得第一产物;步骤二、所述第一产物与多孔氧化石墨烯混合,第三次搅拌得第二产物;步骤三、所述第二产物与氧化石墨烯混合,加热反应得第三产物;步骤四、后处理:所述第三产物依次经除杂、干燥以及退火,得石墨烯/五氧化二钒产品。
【技术特征摘要】
1.一种石墨烯/五氧化二钒复合材料的制备方法,其特征在于,所述制备方法为:步骤一、钒源溶于第一溶剂进行第一次搅拌后,与第二溶剂混合进行第二次搅拌,得第一产物;步骤二、所述第一产物与多孔氧化石墨烯混合,第三次搅拌得第二产物;步骤三、所述第二产物与氧化石墨烯混合,加热反应得第三产物;步骤四、后处理:所述第三产物依次经除杂、干燥以及退火,得石墨烯/五氧化二钒产品。2.根据权利要求1所述的制备方法,其特征在于,步骤一中,所述第一次搅拌的时间为30~60min,所述第一次搅拌的温度为60~80℃,所述第一次搅拌的转速为20~50r/min;步骤一中,所述第二次搅拌的时间为30~60min,所述第二次搅拌的温度为60~80℃,所述第二次搅拌的转速为20~50r/min;步骤二中,所述第三次搅拌的时间为60~120min,所述第三次搅拌的温度为60~80℃,所述第三次搅拌的转速为20~50r/min。3.根据权利要求1所述的制备方法,其特征在于,所述钒源选自:偏钒酸铵、五氧化二钒以及偏钒酸钠中的一种或多种;所述第一溶剂选自:双氧水、氨水以及50~80℃的去离子水中的一种或多种;所述第二溶剂为:聚乙烯醇。4.根据权利要求1所述...
【专利技术属性】
技术研发人员:刘章明,张海燕,郑程,
申请(专利权)人:广东工业大学,
类型:发明
国别省市:广东,44
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。