[发明专利]一种用于锂离子电池的多孔VO2

说明书

一种用于锂离子电池的多孔VO₂微球及其制备方法。本发明涉及一种锂离子电池，具体涉及一种锂离子电池阴极材料及其制备方法。该方法将V₂O₅溶解于去离子水中，采用超声分散机分散，使其完全溶解，并加入还原剂，采用恒温磁力搅拌器搅拌溶液使其完全变为蓝色后转移至衬底模具中，鼓风干燥后冷却可得VO₂粉末，再将VO₂粉末溶于溶液中，再加入去离子水将其沉淀出来，趁热抽滤，并用乙醇反复洗涤，将滤饼置于真空烘箱中干燥即可获得多孔VO2(VO₂)微球。本发明采用无模板法制备得到VO₂微球，省去了繁琐的模板制备，采用水作为溶剂，安全环保，符合绿色发展的理念，将VO₂制成微球，解决了VO₂作为电极材料过程中的结构变形大、易聚集、循环稳定性差等缺陷。

技术领域

本发明涉及一种锂离子电池，具体涉及一种锂离子电池阴极材料及其制备方法。

背景技术

石油化工能源的发展对环境造成极大的污染，新能源材料应运而生，锂离子电池作为新型能源的代表，在电子设备和交通运输等领域已被广泛应用。传统的锂离子电池阴极材料钴酸锂(LiCoO₂)、磷酸铁锂(LiFePO₄)、以及尖晶石结构锰酸锂(LiMn₂O₄)，它们的比容量相对较低，其值均在200mAh.g-1以下，这极大限制了锂离子电池的续航能力。

王晓中等人研究了单斜型VO₂材料的光电性质，其具有优异的导电性能。专利(CN109678208A)公开了一种用于锌离子电池的空心五氧化二钒材料的制备方法。该方法将一定的钒盐、表面活性剂、酸、溶剂等采用水热法制备空心五氧化二钒的前驱体微米球，将五氧化二钒(V₂O₅)的前驱体置于气氛炉中煅烧，最终得到具有空心结构的五氧化二钒的微米球。该方法制备的五氧化二钒的微米球正极材料拥有较高的充放电比容量和较稳定的循环性能，表明过渡金属钒是作为锂离子电池阴极材料的理想材料，但是空心五氧化二钒的制备多采用表面活性剂的模板法，模板的制备相对繁琐，并且空心的结构往往导致微球内部松散，容易破裂聚集。

发明内容

针对上述问题，本发明提供一种用于锂离子电池的多孔二氧化钒(VO₂)微球及其制备方法，本发明操作简便，采用水作为溶剂，制备得到结构稳定的VO2多孔微球，省去了模板制备的繁琐，将制得的VO₂微球用于锂离子电池的阴极材料具有比容量高、循环稳定性佳等优点。

为了达到上述目的，本发明提供的种用于锂离子电池的多孔VO₂微球及其制备方法，所述制备方法包括以下步骤：

步骤一、将V₂O₅溶解于去离子水中，采用超声分散机分散，使其完全溶解；

步骤二、在V₂O₅的溶液中加入还原剂，采用恒温磁力搅拌器搅拌溶液使其完全变为蓝色；

步骤三、将步骤二中的蓝色溶液转移至衬底模具中，将模具置于鼓风烘箱中干燥一段时间，取出后置于室温冷却可得VO₂粉末；

步骤四、将VO₂粉末溶于溶液中，再加入去离子水将其沉淀出来，趁热抽滤，并用乙醇反复多次洗涤，将滤饼置于真空烘箱中干燥即可获得一种用于锂离子电池的多孔VO2微球。

进一步地，所述步骤一中V₂O₅去离子水中的质量分数为1～4wt％；

进一步地，所述步骤一中超声分散机的功率为50～70％，转速为100～200r/min；