一种钒基正极材料及其制备方法和锌离子电池技术

技术编号:41213077 阅读:15 留言:0更新日期:2024-05-09 23:36
本发明专利技术提供一种钒基正极材料及其制备方法和锌离子电池,所述制备方法包括以下步骤:将钒源溶液、化合物支柱和硼源混合,进行水热反应,得到所述钒基正极材料;所述化合物支柱包括碳源。本发明专利技术利用化合物支柱预嵌入和硼掺杂成功的激发了钒基正极材料的嵌入式赝电容机制,借助简单的水热法合成了一种层间距大的钒基正极材料,有利于Zn<supgt;2+</supgt;快速扩散,增强离子传输。并且,得益于嵌入式赝电容机制,使得正极材料在充放电过程中不会发生相变,结构稳定,有效提高了锌离子电池的倍率和循环性能。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于电池材料,具体涉及一种钒基正极材料及其制备方法和锌离子电池


技术介绍

1、水系锌离子电池因低成本、环保、高安全而受到广泛关注,但缺乏高效的正极材料限制了其应用。在现有正极材料中,钒基氧化物由于具有较高的理论容量和独特的层状结构而极具应用潜力。然而,在钒基氧化物中,zn2+扩散动力学缓慢、嵌入/脱出材料体积变化大以及不可逆相变导致倍率和循环性能难以满足实际应用要求。

2、目前为解决这些问题,大多做法是通过调控形貌、嵌入阳离子和构造缺陷来增加正极材料的结构稳定性和活性位点,但是这些方法只是暂时稳定住正极材料结构,随着循环的进行,相变严重,结构还是会面临崩塌的后果,并没有从根本上解决相变的问题。而嵌入式赝电容机制允许离子快速嵌入到块体材料中,且不会使这些材料经历相变,这为进一步改善钒基氧化物的动力学和循环性提供了机会。并且嵌入式赝电容充分利用了电极材料的内部活性中心,能够提供高的比容量。重要的是,限制电池材料表面暴露于电解液中,抑制了副反应的发生。但是,仅在少数材料中观察到嵌入式赝电容,如t-nb2o5、mxene和tio2(b),但本文档来自技高网...

【技术保护点】

1.一种钒基正极材料的制备方法,其特征在于,所述制备方法包括以下步骤:

2.根据权利要求1所述的制备方法,其特征在于,所述钒源溶液中的钒源包括钒基氧化物;

3.根据权利要求1或2所述的制备方法,其特征在于,所述硼源包括硼酸和/或氧化硼;

4.根据权利要求1-3任一项所述的制备方法,其特征在于,所述化合物支柱和硼源的总物质的量记为n2,所述钒源溶液中钒源的物质的量记为n1,n1:n2=(1.5-2.5):(0.3-0.8)。

5.根据权利要求1-4任一项所述的制备方法,其特征在于,所述混合的过程中加入pH调节剂,以调节混合溶液的pH值;...

【技术特征摘要】

1.一种钒基正极材料的制备方法,其特征在于,所述制备方法包括以下步骤:

2.根据权利要求1所述的制备方法,其特征在于,所述钒源溶液中的钒源包括钒基氧化物;

3.根据权利要求1或2所述的制备方法,其特征在于,所述硼源包括硼酸和/或氧化硼;

4.根据权利要求1-3任一项所述的制备方法,其特征在于,所述化合物支柱和硼源的总物质的量记为n2,所述钒源溶液中钒源的物质的量记为n1,n1:n2=(1.5-2.5):(0.3-0.8)。

5.根据权利要求1-4任一项所述的制备方法,其特征在于,所述混合的过程中加入ph调节剂,以调节混合溶液的ph值...

【专利技术属性】
技术研发人员:蒋亚琴赵会文张业琼颜凤
申请(专利权)人:江苏正力新能电池技术有限公司
类型:发明
国别省市:

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