富氧缺陷的钾嵌入钒酸铵纳米阵列正极材料的制备方法技术

本发明专利技术涉及纳米材料领域，旨在提供一种富氧缺陷的钾嵌入钒酸铵纳米阵列正极材料的制备方法。包括：以偏钒酸铵、二水合草酸、过硫酸钾制备均一溶液，将经过预处理后的碳布完全浸润在溶液中，进行水热反应；反应完毕取出碳布冲洗干净并干燥，得到正极材料，正极材料上负载的活性物质为富氧缺陷的钾嵌入钒酸铵纳米阵列。本发明专利技术可在碳布基底上直接生长出纳米阵列，制备的电极可以直接用于水系锌离子电池的正极；所得纳米材料具有大量的氧缺陷，可以提高材料的导电性、促进电荷转移以及加快锌离子的扩散，获得高比容量和优异的倍率性能。钾金属离子与钒氧层形成强有力的化学键缓解不可逆的脱铵现象，提升整体结构机械稳定性，获得优异的循环稳定性。优异的循环稳定性。优异的循环稳定性。

【技术实现步骤摘要】
富氧缺陷的钾嵌入钒酸铵纳米阵列正极材料的制备方法


[0001]本专利技术涉及纳米材料领域，具体涉及一种富氧缺陷的钾嵌入钒酸铵纳米阵列正极材料的制备方法。

技术介绍

[0002]在过去的几十年里，可充电锂离子电池已经得到了大量的研究，并且在电子设备和电动汽车中占据了很大一部分的市场份额。但是，锂资源的短缺以及易燃的锂金属和有机电解液造成的安全问题将是未来锂离子电池发展面临的两个不可避免的问题。因此，目前亟需开发绿色、低成本、高安全性的二次电池。
[0003]水系锌离子电池具有高的理论比容量(体积比容量为5850mAh/cm3、质量比容量为820mAh/g)、低的氧化还原电位(
‑
0.76V，相对于标准氢电极)、低成本、无毒等优点，因此有望成为新一代电能存储系统。
[0004]在锌离子电池中，正极材料是影响电池性能的重要组成之一。钒酸铵是一类典型层状材料，层间的铵离子使钒酸铵材料具有较大的层间距，有利于锌离子的嵌入与脱出；并且铵离子能与钒氧层中的氧形成氢键，使其作为结构“支柱”。但是，由于钒酸铵在充放电过程中存在不本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种富氧缺陷的钾嵌入钒酸铵纳米阵列正极材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：(1)称取偏钒酸铵和二水合草酸，溶于去离子水中，搅拌均匀；加入过硫酸钾，继续充分搅拌溶解后，将均一溶液转移至聚四氟乙烯反应釜中；(2)将经过预处理后的碳布放入反应釜，使其完全浸润在溶液中；随后将反应釜转移至鼓风干燥箱中，进行水热反应；(3)反应完毕，待反应釜冷却到室温；取出碳布冲洗干净并干燥，得到正极材料，正极材料上负载的活性物质为富氧缺陷的钾嵌入钒酸铵纳米阵列。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述步骤(1)中，过硫酸钾、偏钒酸铵、二水合草酸的摩尔比为(0.3125～1.25)∶5∶6，所用去离子水体积与二水合草酸的用量关系为80mL∶4.8mmol。3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述步骤(1)中，两次搅拌时间分别为20～30min和10～20min。4.根据权利要求1所述的方法，...

【专利技术属性】
技术研发人员：宗泉，王疆瑛，
申请(专利权)人：中国计量大学，
类型：发明
国别省市：