一种水系锌离子电池用VN/TiO复合三维自支撑电极材料及其制备方法与应用技术

本发明专利技术提供了一种水系锌离子电池用VN/TiO复合三维自支撑电极材料及其制备方法与应用，属于电池材料技术领域。本发明专利技术通过在基底上生长TiO2纳米棒，然后在TiO2纳米棒上负载氧化钒前驱体，最后在NH3气氛下进行退火处理，得到VN/TiO复合三维自支撑电极材料。该电极材料具有中空纳米管状结构特征，且VN微晶以纳米微球的方式生长在中空纳米管上，该结构可以增大活性材料与电解液的接触面积，有利于离子的传输，缩短离子的扩散路径，可有效提高材料的电化学性能。并且本发明专利技术提供的制备方法简单、成本低，适宜工业化大规模生产，可广泛应用于水系锌离子电池领域。系锌离子电池领域。

【技术实现步骤摘要】
一种水系锌离子电池用VN/TiO复合三维自支撑电极材料及其制备方法与应用


[0001]本专利技术涉及电池材料
，特别涉及一种水系锌离子电池用VN/TiO复合三维自支撑电极材料及其制备方法与应用。

技术介绍

[0002]随着国家对新能源的大力扶持，与目前的锂离子电池相比，水系锌离子电池作为绿色环保新能源，具有能量密度高，安全性高，电解液廉价，回收方便等优点，并且锌的储量十分丰富，目前已探查锌的储量估计超过19亿吨，是锂矿探查的8900万吨的20倍，且水系锌离子电池制备要求环境较低，不需要无水无氧的环境，因而目前已经受到了科研人员的广泛关注。
[0003]与锂离子电池类似，水系锌离子电池的能量密度以及功率密度主要取决于正极材料，正极材料承担锌离子嵌入主体的作用，当水合锌离子嵌入正极材料的晶格时，首先要脱去结合水，然后移动到能量较低的热力学稳定位置，故水系锌离子电池的性能主要与正极材料晶格与Zn
2+
的相互作用有关，具体来说就是Zn
2+
在正极材料中的吸附强弱、与晶格的强静电相互作用、与晶格的电子交换本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种水系锌离子电池用VN/TiO复合三维自支撑电极材料的制备方法，其特征在于，首先在基底上生长TiO2纳米棒，然后在TiO2纳米棒上负载氧化钒前驱体，最后在NH3气氛下进行退火处理，即可得到VN/TiO复合三维自支撑电极材料。2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述制备方法包括以下步骤：(1)将基底进行预处理，然后放入去离子水和含Ti化合物的混合溶液中进行浸泡、烘干，重复浸泡、烘干步骤，得到生长有TiO2种子的基底；(2)将含Ti化合物溶于盐酸中，将步骤(1)所得生长有TiO2种子的基底放入含Ti化合物的酸溶液中进行水热反应，反应结束后再进行退火处理，得到生长TiO2纳米棒的基底；(3)将偏钒酸铵、氨水和去离子水搅拌至粉末全部溶解，再加入硫代乙酰胺搅拌溶解至混合溶液呈透明液体，将所述步骤(2)中的生长了TiO2纳米棒的基底与上述混合溶液进行水热反应，得到含有氧化钒前驱体的基底；(4)将步骤(3)所得到的含有氧化钒前驱体的基底在NH3气氛中退火处理，自然冷却至室温后即可得到所述VN/TiO复合三维自支撑电极材料。3.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于，所述含Ti化合物为四氯化钛、六氟钛酸、钛酸四丁酯、钛酸异丙酯和钛酸四乙酯中的至少一种。4.根据权利要求2所述的制备方法，其特...

【专利技术属性】
技术研发人员：甘伟江，王仲民，姚心成，唐杰，赖华俊，王凤，邓健秋，
申请(专利权)人：广西科学院，
类型：发明
国别省市：