一种三维V2O3@碳纳米纤维复合柔性电极及制备方法和应用技术

本发明专利技术公开了一种三维V2O3@碳纳米纤维复合柔性电极及制备方法和应用，电极包括碳纳米纤维以及分布在碳纳米纤维上的V2O3；V2O3由纳米片组装形成三维海胆状，以挂珠式的形貌嵌在碳纳米纤维的表面；以溶剂热法合成的三维海胆状VO2为钒源，将其溶于聚丙烯腈溶液得到前驱体溶液，将前驱体溶液通过静电纺丝法得到聚合物纤维，并将聚合物纤维在惰性气氛中进行预氧化和碳化处理，得到复合柔性电极。本发明专利技术的V2O3以挂珠式的形貌均匀分布在碳纤维的表面，形成了完整的导电网络，提高了复合电极的导电性，减少了Li

【技术实现步骤摘要】
一种三维V2O3@碳纳米纤维复合柔性电极及制备方法和应用


[0001]本专利技术属于储能材料，尤其涉及一种三维V2O3@碳纳米纤维复合柔性电极及制备方法和应用。

技术介绍

[0002]近年来，锂离子电池因其能量密度高、安全性高、环境友好等特点，广泛应用于智能电网、大功率电动汽车、便携式电子产品等领域。然而石墨作为锂离子电池(LIBs)阳极材料的理论比容量(372mAh g
‑1)较低，无法满足下一代锂基电池的需求，这极大限制了锂离子电池能量密度的进一步提升从而影响未来储能技术更广泛的应用。钒氧化物(如V2O3、VO2(B)、V2O5等)由于其成本低、比容量大、资源丰富等特点，成为人们日益关注的层状晶体化合物，它们具有开放的结构和多种价态(+5、+4、+3)，可以实现锂的可逆插层/脱嵌。其中，相对于其他高价钒氧化物，低价V2O3具有较低的毒性，也将受到更多的关注。
[0003]但V2O3本身电导率差、充放电过程体积变化大等缺点限制了其倍率性能和循环稳定性。此外，传统电极容易与集流体分离，金属集流体在反复弯曲过程中发生变形，降低了锂本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种三维V2O3@碳纳米纤维复合柔性电极，其特征在于：包括碳纳米纤维以及分布在碳纳米纤维上的V2O3；所述V2O3由纳米片组装形成三维海胆状，以挂珠式的形貌嵌在碳纳米纤维的表面。2.根据权利要求1所述的三维V2O3@碳纳米纤维复合柔性电极，其特征在于：所述V2O3的直径为1~2 μm，所述碳纳米纤维的直径为100~300 nm。3.权利要求1或2所述的三维V2O3@碳纳米纤维复合柔性电极的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：（1）按反应摩尔比称取V2O5和H2C2O4·
2H2O溶于去离子水中搅拌直到形成深蓝色溶液，然后继续加入乙醇、水和过氧化氢溶液，反应，然后冷却至室温，抽滤、洗涤、干燥后得到VO2粉体；（2）称取聚丙烯腈加入到N,N
‑
二甲基甲酰胺，搅拌直至形成均匀黄色溶液，将VO2粉体加入到步骤（2）制得的黄色溶液中，继续搅拌，得到前驱体溶液，并将所得前驱体溶液进行除泡处理，待用；（3）将步骤（2）制得的前驱体溶液进行静电纺丝，得到V2O3@PAN聚合物纤维；（4）将制备的V2O3@PAN聚合物纤维先在空气气氛中进行预氧化，然后在氩气气氛中进行碳化处理，最后冷却至室温，制得三维V2O3@碳纳米纤维复合柔性电极。4.根据权利要求3所述的三维V2O3@碳纳米纤维复合柔性电极的制备...

【专利技术属性】
技术研发人员：朱孔军，梁彭花，饶煜，张杰，武猛，王婧，严康，
申请(专利权)人：南京航空航天大学，
类型：发明
国别省市：