一种复合材料制造技术

本发明专利技术公开了一种复合材料

【技术实现步骤摘要】
一种复合材料、制备方法及其应用


[0001]本专利技术涉及电池材料
，尤其涉及一种复合材料
、
制备方法及其应用
。

技术介绍

[0002]电能储存
(EES)
技术具有相对较高的稳定性
、
灵活性以及比能量高，这使得
EES
成为了解决产能储存和释放的关键方法，是实现我国追求和利用低价
、
清洁
、
可靠的电能的合理选择
。
新型储能技术的开发和发展是能源革命中的重要一环，也是实现我国能源清洁化的关键一环
。
电化学储能作为新型电力系统的重要部分其具有不受地理因素影响，储能和释放简易以及能够大规模应用的特性，使其受到科研领域以及新兴市场的密切关注
。
新能源产业将低碳
、
清洁
、
可持续被视为未来能源发展与应用的方向之一
。
[0003]近年来，与存在安全隐患的有机电解液和高界面阻抗的固体电解质不同，水系电解液具有高阻燃性能够有效的避免有机电解液易燃易爆问题，且具有低成本
、
无毒
、
环境友好的特性，水系二次电池的组装环境要求相对较低，进一步降低了制备成本，此外，水系电解液的电导率远高于有机电解质的电导率，因此能够实现快速的充放电
。
在目前研究的各种离子电池中以锌作负极的水系锌离子电池
(AZIBs)
脱颖而出，
AZIBs
具有很多的优势，例如，锌矿石资源丰富，并且价格低廉；锌金属材料柔性高易于生产及加工塑形，且锌金属的回收链成熟这进一步缩减了制备成本；
Zn
2+
离子参与的氧化还原反应是双电荷转移过程，这使得负极具有
820mA h g
‑1的高理论容量和
5851Ah L
‑1的高体积能量密度；水系电解液具有高的兼容性和稳定性；具有优异的电子和离子电导率，能够实现电子和
Zn
2+
离子的快速传输，因此具有杰出的倍率性能；而钒基化合物因其多样的结构和丰富的价态，具有良好的电化学性能，但是这些优点往往受到循环稳定性差易分解等问题的严重影响
。

技术实现思路

[0004]有鉴于此，本专利技术实施例提供一种复合材料
、
制备方法及其应用，主要目的是提供一种能够有效的增加阴极的容量，同时增强离子迁移率的一种复合材料
。
[0005]为达到上述目的，本专利技术主要提供如下技术方案：
[0006]一方面，本专利技术实施例提供了一种复合材料，该复合材料包括：
[0007]二氧化钒和四水合乙酸镁，其中，所述二氧化钒和所述四水合乙酸镁的质量比范围为
0.5
‑
6:1。
[0008]另一方面，本专利技术实施例还提供一种复合材料的制备方法，包括以下步骤：
[0009]在空气中将二氧化钒和四水合乙酸镁以质量比范围为
0.5
‑
6:1
的比例充分混合；
[0010]在保护性气体的环境中将二氧化钒和四水合乙酸镁的混合物煅烧获得
Mg2VO4/VO2复合材料
。
[0011]进一步的，在所述在空气中将二氧化钒和四水合乙酸镁以质量比范围为
0.5
‑
6:1
的比例充分混合之前，还包括：
[0012]制作二氧化钒的方法，包括以下步骤：
[0013]将五氧化二钒加入乙二醇和去离子水体积比的体积比为2：3的溶液中；
[0014]搅拌后进行加热
5h
，得到深蓝色的二氧化钒纳米薄片；
[0015]采用去离子水冲洗二氧化钒纳米薄片，然后干燥
24h
得到二氧化钒粉末
。
[0016]进一步的，所述煅烧的温度为
350
～
500℃
，煅烧时间为3～
12h。
[0017]进一步的，所述加热的温度范围为
170℃
至
180℃。
[0018]另一方面，本专利技术实施例还提供一种复合材料的应用，所述制备出的负荷材料应用于锌离子电池的正极材料，用于设置在锌离子电池的正极
。
[0019]与现有技术相比，本专利技术具有如下技术效果：
[0020]1、
本专利技术的
Mg2VO4/VO2复合材料中，
Mg2VO4/VO2异质结构中的异质界面可以为锌离子的存储提供更多的位置，从而有效地增加正极的容量，同时异质结构的相边界也增强了离子迁移率；
[0021]2、
采用固相离子预插入方法将二氧化钒和四水合乙酸镁进行混合并加热煅烧形成
Mg2VO4/VO2异质结构复合材料，将具有丰富相边界的
Mg2VO4/VO2异质结构材料作为锌离子电池的阴极材料，
Mg2VO4/VO2异质结构中的相边界可以为锌离子的存储提供更多的位置，从而有效地增加阴极的容量，同时异质结构的相边界也增强了离子跃迁动力学；
[0022]3、
本专利技术制备的
Mg2VO4/VO2复合材料作为锌离子电池正极材料可以具有高的比容量
、
良好导电性能和较长的循环寿命
。
附图说明
[0023]图1为本专利技术提供的实施例1制得的
Mg2VO4/VO2异质材料的
X
射线衍射谱图；
[0024]图2为本专利技术提供的实施例1制得的
Mg2VO4/VO2的透射电子显微镜图片及高放大倍数透射电子显微镜图；
[0025]图3为本专利技术提供的实施例1制得的
Mg2VO4/VO2作为锌离子电池阴极材料的循环伏安曲线；
[0026]图4为本专利技术提供的实施例1制得的样品组装成锌离子电池的循环性能图；
[0027]图5为本专利技术提供的对比例1制得的样品组装成锌离子电池的循环性能图；
[0028]图6为本专利技术提供的对比例2制得的样品组装成锌离子电池的循环性能图；
[0029]图7为本专利技术提供的一种复合材料的制备方法的流程图
。
具体实施方式
[0030]下面结合附图和实施例对本专利技术作进一步的详细说明
。
[0031]一方面，本专利技术实施例提供了一种复合材料，该复合材料包括：
[0032]二氧化钒和四水合乙酸镁，其中，所述二氧化钒和所述四水合乙酸镁的质量比范围为
0.5
‑
6:1。
[0033]与现有技术相比，本专利技术具有如下技术效果：
[0034]本专利技术的
Mg2VO4/VO2异质材料中，
Mg2VO4/VO2异质结构中的异质界面可以为锌离子的存储提供更多的位置，从而有效地增加正极的容量，同时异质结构的相边界也增强了离子迁移率
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.
一种复合材料，其特征在于，包括：二氧化钒和四水合乙酸镁，其中，所述二氧化钒和所述四水合乙酸镁的质量比范围为
0.5
‑
6:1。2.
一种复合材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：在空气中将二氧化钒和四水合乙酸镁以质量比范围为
0.5
‑
6:1
的比例充分混合；在保护性气体的环境中将二氧化钒和四水合乙酸镁的混合物煅烧获得
Mg2VO4/VO2复合材料
。3.
根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于，在所述在空气中将二氧化钒和四水合乙酸镁以质量比范围为
0.5
‑
6:1
的比例充分混合之前，还包括：制作二氧化钒的方法，包括以下...

【专利技术属性】
技术研发人员：李海兵，贾广成，李峰，卓华，鲜青龙，薛文艳，王鹏，
申请(专利权)人：新疆维吾尔自治区计量测试研究院，
类型：发明
国别省市：