一种花瓣状的镁离子掺杂的钒酸铵正极材料制备方法技术

本发明专利技术涉及水系锌离子电池正极材料，特指一种花瓣状镁离子掺杂的钒酸铵材料的制备方法。本发明专利技术采用一步水热法，通过控制反应液酸碱度以及水热温度时间，制备出镁离子掺杂的具有特殊花瓣状形貌的钒酸铵材料。镁离子进入层间取代部分铵根离子，扩大了层间距，增加了锌离子扩散传输位点，提高放电比容量；同时，更强的化学键使得镁离子在层间可以充当支柱离子，有效抑制了钒酸铵材料不可逆脱氨的现象，增强电极循环稳定性和电流耐受能力；此外，3D花瓣状微观形貌有效增大了电极与电解液的接触面积，进一步提高电极倍率性能。进一步提高电极倍率性能。进一步提高电极倍率性能。

【技术实现步骤摘要】
一种花瓣状的镁离子掺杂的钒酸铵正极材料制备方法


[0001]本专利技术涉及水系锌离子电池正极材料，具体涉及一种花瓣状的镁离子掺杂的钒酸铵正极材料制备方法。

技术介绍

[0002]地壳中稀缺的锂资源、有机电解液潜在的安全风险和较高的商用锂离子电池生产成本让研究人员从未停止寻求开发一种安全高效清洁的替代解决方案。
[0003]其中，水性锌离子电池被认为是最有前途的候选材料之一。水系锌离子电池具有以下优点：(1)低氧化还原电位(
‑
0.763V，相比于标准氢电极)。(2)高理论容量(819mAh g
‑1，5851mAh ml
‑1)。(3)金属锌地壳含量高，在空气中稳定，生产成本低廉。(4)水系电解液相比于有机电解液不易燃，安全隐患低且清洁环保。
[0004]目前，水系锌离子电池的正极材料多种多样，包括普鲁士蓝类似物、锰基材料、钒基材料等。普鲁士蓝类似物虽然具有稳定的晶体结构，但较低的能量密度难以满足商业需求。锰基材料受限于姜泰勒效应，循环过程中发生相变和锰溶解，导致较差的导电性和循环寿命。相对于锰本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种花瓣状的镁离子掺杂的钒酸铵正极材料制备方法，其特征在于，包含以下步骤：步骤(1)：称取偏钒酸铵溶解于去离子水中，在水浴加热的条件下磁力搅拌至充分溶解，得到溶液A；向溶液A中缓慢加入二水合草酸，待反应结束后，调节溶液A的pH值，继续充分搅拌，得到溶液B；步骤(2)：在溶液B中加入镁源，继续充分搅拌溶解后，得到均一的溶液C；将溶液C转移至聚四氟乙烯高压反应釜中，随后反应釜置于鼓风干燥箱中进行水热反应；步骤(3)：反应完成后，取出反应釜自然冷却至室温，将反应液离心分离得到固体产物，将产物洗涤后干燥得到最终产物镁离子掺杂钒酸铵材料。2.如权利要求1所述的一种花瓣状的镁离子掺杂的钒酸铵正极材料制备方法，其特征在于，镁离子掺杂钒酸铵正极材料由纳米条组成并呈现3D花瓣状形貌。3.如权利要求1所述的一种花瓣状的镁离子掺杂的钒酸铵正极材料制备方法，其特征在于，步骤(1)中，所用去离子水体积和偏钒酸铵的用量关系为80ml：0.64g，水浴温度为60℃；调节溶液A的pH值是采用包括稀盐酸、稀醋酸在内的无机酸调节溶液A的pH值为1.6。4.如权利要求1所述的一种花瓣状的镁离子掺杂的钒酸铵正...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘云建，王旭日，张汉伟，窦爱春，周玉，苏明如，潘凌理，
申请(专利权)人：江苏大学，
类型：发明
国别省市：