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介孔无定形氧化钒-碳复合电极材料及其制备方法与应用技术

技术编号:40839830 阅读:16 留言:0更新日期:2024-04-01 15:06
本发明专利技术属于钠离子电池电极材料技术领域,具体为一种介孔无定形氧化钒‑碳复合电极材料及其制备方法与应用。本发明专利技术复合电极材料为微米级介孔结构,比表面积为50‑200m<supgt;2</supgt;g<supgt;‑1</supgt;,介孔孔径为10‑20nm,包括高度无定形的三氧化二钒以及包裹的碳;以表面活性剂为模板剂,碳源为配位剂,与钒源在水溶液中配位,干燥后煅烧处理得到所述的复合电极材料。本发明专利技术首次通过软模版法结合还原性碳源实现介孔无定形的三氧化二钒材料的合成,制备工艺简单、易于放大生产,可控性强;作为钠离子电池负极材料,同时具有首周库伦效率高、工作电压低、倍率性能优异和循环稳定性好的优点。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于钠离子电池电极材料,具体涉及一种介孔无定形氧化钒-碳复合电极材料及其制备方法与应用


技术介绍

1、钠离子电池具有资源丰富和成本低廉的优势,凸显了在大规模储能和智能电网等应用领域中巨大的天然潜力。然而其能量密度、功率密度和长循环稳定性,仍然是其实用化发展中的短板,需要进一步提升。负极材料对电池的能量密度和稳定性起着至关重要的作用。最理想的负极材料应具有较低的放电电压、高的理论容量。同时,首周库伦效率、功率特性以及循环稳定性也是重要的性能指标。

2、氧化钒材料具有多变的价态,能够实现丰富的电子转移,从而在能量存储中具有重要作用。而广泛研究的氧化钒一般为高价态的五氧化二钒和二氧化钒,这些材料都表现出较高的电压平台,适用于正极材料,而不适用于负极材料。同时,低价态的氧化钒材料,如三氧化二钒等用于负极材料时具有高的理论容量,合适的放电电压,具有非常好的应用前景。然而现有的三氧化二钒材料的制备方法主要存在的问题是温度高、能耗大、制备周期长、材料形貌不可控,并且作为钠离子电池电极材料在充放电过程中容量衰减快,循环稳定性较差

3、本文档来自技高网...

【技术保护点】

1.一种介孔无定形氧化钒-碳复合电极材料,其特征在于,为微米级介孔结构,比表面积为50-200m2 g-1,介孔孔径为10-20nm,包括高度无定形的三氧化二钒以及包裹的碳;碳的总质量为复合电极材料质量的10%-20%。

2.根据权利要求1所述的介孔无定形氧化钒-碳复合电极材料,其特征在于,粒径大小为2-10μm。

3.如权利要求1所述介孔无定形氧化钒-碳复合电极材料的制备方法,其特征在于,以表面活性剂为模板剂,以强还原性和配位作用的碳源为配位剂;将表面活性剂、碳源溶于溶剂中,搅拌后加入钒源与其配位,搅拌溶解后干燥溶剂,收集固体,得到复合物前驱体;将该前驱体置于惰...

【技术特征摘要】

1.一种介孔无定形氧化钒-碳复合电极材料,其特征在于,为微米级介孔结构,比表面积为50-200m2 g-1,介孔孔径为10-20nm,包括高度无定形的三氧化二钒以及包裹的碳;碳的总质量为复合电极材料质量的10%-20%。

2.根据权利要求1所述的介孔无定形氧化钒-碳复合电极材料,其特征在于,粒径大小为2-10μm。

3.如权利要求1所述介孔无定形氧化钒-碳复合电极材料的制备方法,其特征在于,以表面活性剂为模板剂,以强还原性和配位作用的碳源为配位剂;将表面活性剂、碳源溶于溶剂中,搅拌后加入钒源与其配位,搅拌溶解后干燥溶剂,收集固体,得到复合物前驱体;将该前驱体置于惰性气氛中煅烧,得到介孔无定形氧化钒-碳复合电极材料,包括高度无定形的三氧化二钒以及包裹的碳;其中:

4.根据权利要求3所述的制备方法,其特征在于,所述表面活性剂为...

【专利技术属性】
技术研发人员:李伟万延华刘玉普赵东元
申请(专利权)人:复旦大学
类型:发明
国别省市:

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