一种空位氮化钒钛的制备方法及其应用技术

本发明专利技术涉及一种空位氮化钒钛的制备方法及其应用，以双金属氮化钒钛（Ti‑V‑N）为原料，通过在液态镓铟合金（60~99wt%的镓）中处理制成；该空位氮化钒钛的晶格结构中具有大量的钒空位，通过控制液态镓铟合金处理过程中的温度和时间，实现氮化钒钛中钒空位数量的可控调节；同时钛具有支撑整个空位氮化钒钛晶格框架的作用，即在液态镓铟合金处理过程中氮化钒钛中的钛不发生变化，而氮化钒钛中的钒由于会发生析出进而产生钒空位。空位氮化钒钛中钒空位含量为10~50%。该空位氮化钒钛用作锌离子电池正极材料时，比容量高于200mAhg

【技术实现步骤摘要】
一种空位氮化钒钛的制备方法及其应用
本专利技术属于电池材料
，具体涉及一种空位氮化钒钛的制备方法及其应用。
技术介绍
随着社会的发展环境问题日益凸显，铅酸电池作为电动车启停电源的重要组成部分，具有潜在的环境污染风险，寻找新型环保安全型水系电池具有重要的意义。锌离子电池以其安全、环保、成本低廉等优异性能吸引了越来越多的注意力。其主要使用具有层状结构、隧道结构、尖晶石结构的钒基和锰基化合物作为正极材料，以锌作为负极，含有锌离子水溶液作为电解液。通过锌离子在正极结构中的可逆嵌入和脱出来实现电池的充放电。钒基化合物作为锌离子电池正极材料，具有高的储锌比容量，倍率性能优异等显著的优点，且钒在地壳中的储量丰富，价格低廉。但钒基正极材料同样存在着一些问题，如晶体结构不稳定，从而导致晶格塌陷以及电池容量的衰减。近年来，空位特别是阳离子空位已被广泛用于有效储存锂离子、钠离子和钾离子，空位结构具有大的离子储存空间，而且阳离子空位周围负电荷环境，有利于电池离子的快速稳定储存，从而有助于性能的提高和循环稳定性的增强。专利
技术实现思路
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【技术保护点】
1.一种空位氮化钒钛的制备方法，其特征在于：以双金属氮化钒钛为原料，通过在液态镓铟合金中热处理制备而得；通过热处理过程中的温度和时间，实现钒空位数量的可控调节；同时钛具有支撑整个空位氮化钒钛晶格框架的作用，即在液态镓铟合金处理时氮化钒钛晶格结构中的钛不发生变化，而钒会发生析出进而产生钒空位。/n

【技术特征摘要】
1.一种空位氮化钒钛的制备方法，其特征在于：以双金属氮化钒钛为原料，通过在液态镓铟合金中热处理制备而得；通过热处理过程中的温度和时间，实现钒空位数量的可控调节；同时钛具有支撑整个空位氮化钒钛晶格框架的作用，即在液态镓铟合金处理时氮化钒钛晶格结构中的钛不发生变化，而钒会发生析出进而产生钒空位。


2.根据权利要求1所述的空位氮化钒钛的制备方法，其特征在于包括如下步骤：
（1）将液态镓铟合金和氮化钒钛混合均匀，在氩气气氛下进行热处理；
（2）以稀盐酸或稀硫酸除去未反应的镓铟合金，干燥后得到具有钒空位的氮化钒钛。


3.根据权利要求2所述空位氮化钒钛的制备方法，其特征在于：所述步骤（1）中的氮化钒钛为Ti0.1V0.9N、Ti0.2V0.8N、Ti0.3V0.7N、Ti0.4V0.6N、Ti0.5V0.5N、Ti0.6V0.4N、Ti0.7V0.3N、Ti0.8V0.2N或Ti0.9V0.1N中的一种。


4.根据权利要求2所述空位氮化钒钛的制备方法，其特征在于：所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：丁军伟，王诗文，王恒，吴诗德，方少明，韩莉锋，张勇，罗河伟，杨许召，郭东杰，韩光鲁，平丹，
申请(专利权)人：郑州轻工业大学，
类型：发明
国别省市：河南;41