[发明专利]Cd2

说明书

本发明公开了一种Cd₂V₂O₇纳米材料的制备方法，将镉盐与五氧化二钒通过一步水热法制得，该材料为钒、镉双金属氧化物，且该材料为二维纳米片状结构，有助于缩短离子传输路径，提高电子传导率，并且有助于锂离子的嵌入与脱出，从而提高材料的倍率性能和比容量可以提高材料的电导率、比容量，利用该材料制得的Cd₂V₂O₇复合电极具有高比容量和良好的循环稳定性，改善材料的电化学性能。

技术领域

本发明涉及新能源材料领域，具体涉及一种Cd₂V₂O₇纳米材料及其制备方法，还涉及一种Cd₂V₂O₇复合电极。

背景技术

化石能源的消耗，带来了一系列的环境污染问题，开发新型的清洁能源是当下亟待解决的技术问题。锂离子电池、超级电容器等典型的绿色能源存储设备，尤其是锂离子电池，具备比容量高、电压范围宽、能量密度大等优点，发展非常迅速并且已经实现商业化应用。

锂离子电池的电化学性能很大程度上依赖于电极材料的固有性质、结构以及形貌。目前，商用的锂离子电池负极材料主要是石墨电极，它具有良好的电导率，但是其能量密度和体积密度较差制约了其在锂离子电池中的进一步应用。过渡金属钒及其氧化物一直是科学家们较为关注的电极材料。以五氧化二钒（V₂O₅）为例，钒存在从+3到+5价的多种价态，能够发生多个位置的嵌入反应，并且V₂O₅独特的层状结构有利于离子的脱嵌，因此V₂O₅的理论容量最高可达442mAh/g。钒氧化物的电化学性能固然好，但却依然存在不足：块体的钒氧化物材料电导率低，锂离子扩散系数小，导致其比容量低，倍率性能差。由于存在这些固有缺陷，而限制了其应用。

发明内容

针对上述不足，本发明提供了一种Cd₂V₂O₇纳米材料的制备方法，该材料制备方法简单、原料易得、成本低廉，通过该制备方法制得的Cd₂V₂O₇纳米材料制备的Cd₂V₂O₇复合电极具有良好的比容量和稳定性。

为了实现上述目的，本发明采用以下技术方案：

一种Cd₂V₂O₇纳米材料的制备方法，包括以下步骤：

a、将镉盐和五氧化二钒加入去离子水中，搅拌均匀，形成溶液a；

b、边搅拌边向溶液a中加入氨水，然后继续搅拌，形成溶液b；

c、将溶液b转移至水热反应釜中进行水热反应，制得产物；

d、待产物冷却后，经过分离、洗涤、干燥制得Cd₂V₂O₇纳米材料。

优选的，所述镉盐为硫酸镉或硝酸镉，其目的是提供镉源，离子态的镉源更有利于反应的发生。

进一步的，在步骤a中，所述镉盐的用量为0.5~1.5mmol，所述五氧化二钒的用量为1~2mmol，所述去离子水的用量为25~35ml，所述搅拌时间为20~40min，这里的搅拌可以为磁力搅拌，也可以为机械搅拌，其主要目的是为了将镉盐和五氧化二钒在去离子水中完全溶解，并形成均匀的溶液a，在本发明的实施例中优选为磁力搅拌。

进一步的，在步骤b中，所述氨水用量为5~10ml，所述继续搅拌时间为5~15min，氨水的加入一方面是提供弱碱性氛围，另一方面铵根离子有络合性，有助于纳米片形成。