一种高性能柔性锂二次电池正极及其制备方法技术

本发明专利技术公开了一种高性能柔性锂二次电池正极，正极材料为钒酸钠纳米带/还原氧化石墨烯纳米片Na5V12O32/RGO的复合膜，其中钒酸钠纳米带长度为100‑300μm，宽度为0.1‑1μm，厚度为8‑27nm，柔性复合膜不需负载在铝箔集流体上，可与锂箔组装高能锂二次电池，在多次折叠后和卷绕状态下均可以正常工作。本发明专利技术还公开了一种高性能柔性锂二次电池正极的制备方法，通过采用简单的真空抽滤Na5V12O32纳米带和RGO纳米片混合悬浊液的方法，制备了可以折叠和弯曲使用的柔性电极，工艺简单，易于工业化生产。本发明专利技术制得的柔性电极具有优异的电化学性能，是组装高能量密度柔性锂二次电池的理想正极。

【技术实现步骤摘要】
一种高性能柔性锂二次电池正极及其制备方法
本专利技术涉及电化学领域，具体的说涉及一种柔性锂二次电池正极材料-钒酸钠纳米带/还原氧化石墨烯(Na5V12O32/RGO)复合电极膜及其制备方法。
技术介绍
目前，锂离子电池虽然已经在电子消费市场占据了一定的地位，在能量和功率密度方面也有了进一步的改善，但是在电动车领域的应用依旧有不足之处，并且随着先进的便携式电子设备的发展，人类对便携式能源的需求越来越高。锂金属具有3860mAh/g的理论比容量，以其作为负极组装的锂二次电池的能量密度远远超过以碳负极组装的锂离子电池的能量密度。然而，多数层状氧化物正极材料LiCoO2,LiNi1-x-yCoxMnyO2,LiFePO4等的理论比容量一般不超过200mAh/g；层状富锂锰基正极材料Li1.2Mn0.54Co0.13Ni0.13O2虽然具有高达300mAh/g的比容量，但是首次库伦效率低、倍率性能和循环性能差等问题制约了其工业化使用。随着越来越多的电子设备逐渐转向轻薄和柔性化的趋势发展，发展可折叠的高能量密度的储能产品，是目前的研究热点。因此，提高正极材料的能量密度是锂二次电池当前所面临的重大本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种高性能柔性锂二次电池正极，其特征在于，所述高性能柔性锂二次电池正极由钒酸钠纳米带与还原氧化石墨烯复合构成，所述钒酸钠纳米带与还原氧化石墨烯交织成柔性电极膜，其中钒酸钠的分子式为Na5V12O32，，所述柔性电极膜中电化学活性物质Na5V12O32的质量分数为91％‑96％。

【技术特征摘要】
1.一种高性能柔性锂二次电池正极，其特征在于，所述高性能柔性锂二次电池正极由钒酸钠纳米带与还原氧化石墨烯复合构成，所述钒酸钠纳米带与还原氧化石墨烯交织成柔性电极膜，其中钒酸钠的分子式为Na5V12O32，，所述柔性电极膜中电化学活性物质Na5V12O32的质量分数为91％-96％。2.根据权利要求1所述的一种高性能柔性锂二次电池正极，其特征在于，所述钒酸钠纳米带的长度为100-300μm，宽度为0.1-1μm，厚度为8-27nm。3.根据权利要求1-2任一项所述的一种高性能柔性锂二次电池正极的制备方法，其特征在于，具体步骤如下：步骤一、制备还原氧化石墨烯RGO在去离子水中加入氧化石墨烯GO，超声分散7-8h后得到棕色悬浊液；在此悬浊液中加入氢氧化钠，搅拌，然后转移到内衬聚四氟乙烯的水热反应釜中反应，冷却到室温后得到黑色的悬浊液,所述氢氧化钠与氧化石墨烯GO的质量比为1:20-30；抽滤，经抽滤所得的滤渣用去离子水洗涤至中性，再用酒精洗涤，最后用乙醇调配得到初步还原的氧化石墨烯RGO在乙醇中的悬浊液；步骤二、制备钒酸钠纳米带称取五氧化二钒粉末，后加入0.02M草酸溶液，搅拌0.5-1h，得到蓝色溶液；所述五氧化二钒粉末和0.02M草酸溶液之间的比例具体为1:0.2-0.3；然后加入钠盐继续搅拌，将混合液转入内衬聚四氟乙烯的水热反应釜中反应，冷却之后得到纳米带状的钒酸钠Na5V12O32材料，沉淀，用蒸馏水分散洗涤；然后抽滤，再用蒸馏水分散得到悬浊液，最后加入丙基三乙氧基硅烷APTES超声30min后，得到钒酸钠悬浊液，所述丙基三乙氧基硅烷APTES与0.02M草酸溶液的比例为16.5-33.5:1；步骤三、制备Na5V12O32/RGO前驱体按RGO和钒酸钠悬浊液的体积比1:10-20的比例量取上述制备得到的RGO和钒酸钠悬浊液，混合后超声搅拌20-40min，得到...

【专利技术属性】
技术研发人员：李朝晖，宋学霞，李继成，肖启振，雷钢铁，
申请(专利权)人：湘潭大学，
类型：发明
国别省市：湖南,43