一种钒酸钠组装水溶液锂离子电池体系的方法技术

本发明专利技术公开了钒酸钠组装新型水溶液锂离子电池体系的方法；用除氧后的中性饱和硝酸锂水溶液，代替传统锂离子电池中的有机电解液，组装新型锂离子电池体系；结合液相法和固相烧结法制备钒酸钠负极材料。与传统锂离子电池相比，水溶液锂离子电池彻底解决了安全隐患，不必在苛刻的手套箱环境、严格控制的干湿度及保护气氛下组装电池，水溶液锂离子电池的电解液廉价且其离子电导率比有机电解液高出两个数量级。本发明专利技术组装的新型水溶液锂离子电池，具有高倍率放电容量高于低倍率放电容量的特性，异于传统锂离子电池高倍率容量低于低倍率容量，实属创新。该种新型电池体系在大功率、动力用能源领域和快速充放电领域中具有较强的应用前景和实用价值。

【技术实现步骤摘要】

【技术保护点】
一种钒酸钠组装水溶液锂离子电池体系的方法，其特征在于，包括以下步骤：1）制备NaV6O15的前驱体：在每30毫升去离子水中加入1毫摩尔偏钒酸铵，在50?70℃恒温水浴槽中加热并进行磁性搅拌，形成淡黄色透明偏钒酸铵溶液A；在每毫升去离子水中加入1～4毫摩尔氯化钠，进行磁性搅拌，形成溶液B；在磁性搅拌状态下，将溶液B缓慢加入到溶液A中，形成溶液C，其中溶液A与溶液B的体积比为3：1；将溶液C置于45?70℃恒温水浴槽中，向溶液C中滴入浓盐酸，调节pH值为2～3，形成溶液D；将溶液D移至聚四氟乙烯内衬的反应釜中，进行200～220℃、恒温10～16小时的水热反应，待反应结束后得到绿棕色沉淀E；将沉淀E用去离子水清洗，离心过滤；再用酒精清洗，离心过滤，得到物质F；将物质F置于40?60℃干燥箱中干燥，得到NaV6O15的前驱体G；2）合成NaV6O15材料将NaV6O15的前驱体G置于瓷舟，放入Fe?Cr?Al丝电阻炉中进行热处理：400～450℃下恒温1?10小时后，随炉冷却，得到NaV6O15材料；3）制备电极片：按质量百分比为80:10:10或者85:10:5称取NaV6O15、乙炔黑或石墨、聚偏二氟乙烯；将聚偏二氟乙烯溶解在除水的N?甲基吡咯烷酮中，得到溶液P1；将NaV6O15和乙炔黑或石墨混合，加入到溶液P1中，得到黑色浆料Q1；按质量百分比为80:10:10或者85:10:5称取锰酸锂LiMn2O4、乙炔黑或石墨、聚偏二氟乙烯；将聚偏二氟乙烯溶解在除水的N?甲基吡咯烷酮中，得到溶液P2；将LiMn2O4和乙炔黑或石墨混合，加入到溶液P2 中，得到黑色浆料Q2；分别将黑色浆料Q1、Q2用刮粉刀涂在镍网上，在真空条件下85?100℃干燥8～10小时，分别得到NaV6O15电极片和LiMn2O4电极片；4）配制水溶液电解液：将硝酸锂溶解在去离子水中得到饱和硝酸锂溶液H，然后用饱和氢氧化锂水溶液调节溶液H的pH值等于7，作为电解液；5）组装电池：以NaV6O15电极片为负极，LiMn2O4电极片为正极，装在有电解液的烧杯中，正、负极片分别浸入电解液中并保持0.5～1厘米的间距，得到水溶液锂离子电池体系。...

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：赵铭姝，宋晓平，张维刚，
申请(专利权)人：西安交通大学，
类型：发明
国别省市：