[发明专利]一种复合型五氧化二钒系材料及其制备方法和用途

权利要求书

1.一种复合型五氧化二钒系材料在制备锂镁离子电池正极材料中的用途，其特征在于，所述复合型五氧化二钒系材料的制备方法包括以下步骤：

(1)将碳源分散于水中形成分散液；

(2)将钒源和掺杂元素源加入到步骤(1)得到的分散液中，进行水热反应得到所述复合型五氧化二钒系材料；

步骤(2)中所述掺杂元素源中的掺杂元素包括硫元素和/或磷元素；

所述磷元素由无机磷化合物提供；

所述硫元素由硫化钠、硫代硫酸钠、硫脲、硫醇、硫酚、硫醚、二硫化物、多硫化物、环状硫化物、二烯丙基硫化物、二烯丙基硫代磺酸酯、二烯丙基三硫化合物或二烯丙基二硫化合物中的任意一种或至少两种的组合提供；

步骤(1)中所述分散在超声条件下进行，所述超声的时间为10～120min；

步骤(1)中所述碳源为氧化石墨烯粉体、石墨粉体或活性炭中的任意一种或至少两种的组合；

步骤(2)中所述钒源为五氧化二钒。

2.根据权利要求1所述的用途，其特征在于，步骤(1)中所述分散液中碳源的浓度为0.05～1mol/L。

3.根据权利要求2所述的用途，其特征在于，步骤(1)所述分散液中的碳源浓度为0.1～0.5mol/L。

4.根据权利要求1所述的用途，其特征在于，所述超声的时间为30～300min。

5.根据权利要求1所述的用途，其特征在于，所述磷元素由有机磷化合物提供。

6.根据权利要求5所述的用途，其特征在于，所述有机磷化合物包括三聚氯化磷腈、三磷酸腺苷、二磷酸腺苷、磷酸烯酮式丙酮酸、磷酸酯、四羟甲基氯化磷、乙烯基磷酸二甲酯、六氯环三磷腈、聚二氯磷腈、聚烷氧基磷腈、聚芳氧基磷腈或聚氟代环氧基磷腈中的任意一种或至少两种的组合。

7.根据权利要求1所述的用途，其特征在于，所述无机磷化合物包括磷酸钠、磷酸钾或磷酸中的任意一种或至少两种的组合。

8.根据权利要求1所述的用途，其特征在于，步骤(2)中所述钒源在分散液中形成的钒酸根离子的浓度为1～10mol/L。

9.根据权利要求1所述的用途，其特征在于，步骤(2)中所述掺杂元素源在分散液中形成的掺杂元素的浓度为0.05～0.2mol/L。

10.根据权利要求1所述的用途，其特征在于，步骤(2)中钒源和掺杂元素源在搅拌状态下加入到分散液中。

11.根据权利要求10所述的用途，其特征在于，所述搅拌的速率为500～1500r/min。

12.根据权利要求11所述的用途，其特征在于，所述搅拌的速率为800～1000r/min。

13.根据权利要求1所述的用途，其特征在于，步骤(2)中所述水热反应的温度为160～220℃。

14.根据权利要求13所述的用途，其特征在于，步骤(2)中所述水热反应的温度为170～190℃。

15.根据权利要求1所述的用途，其特征在于，步骤(2)中所述水热反应的时间为2～48h。

16.根据权利要求1所述的用途，其特征在于，步骤(2)中所述水热反应结束后，还包括进行沉淀、离心、洗涤和干燥后得到所述复合型五氧化二钒系材料。

17.根据权利要求1所述的用途，其特征在于，所述制备方法包括如下步骤：

(1)将碳源在10～120min内超声分散于水中形成浓度为0.05～1mol/L分散液；

(2)将钒源和掺杂元素源在搅拌速率为500～1500r/min下，加入到步骤(1)中分散液中，搅拌至完全溶解，使得分散液中形成的钒酸根离子的浓度为1～10mol/L，掺杂元素的浓度为0.05～0.2mol/L，在温度为160～220℃下进行水热反应2～48h，经过沉淀、离心、洗涤和干燥后得到所述复合型五氧化二钒系材料。