[发明专利]一种锂离子电池用钒氧化物纳米复合材料的制备方法

摘要

本发明公开了一种锂离子电池用钒氧化物纳米复合材料及其制备方法：称取蔗糖，浓硫酸、水和模板剂二氧化硅，焙烧得到多孔碳纳米管；偏钒酸铵加入到聚乙烯醇水溶液中，电纺，得到钒氧化物纳米材料；将钒氧化物纳米材料与双氧水混合，反应后形成钒氧溶胶；将上述多孔碳纳米管碳用浓硝酸回流，加入到所述钒氧溶胶中；将黑色胶状悬浊液进行水热反应，即得钒氧化物纳米/碳复合材料。本发明制备的钒氧化物纳米纳米/碳复合材料，通过钒氧化物纳米材料均匀分布在多孔碳纳米管内外，使得复合材料的结构稳定且分散均匀，因此在具备高的能量密度之外，还具有稳定的循环性能，用作锂离子电池负极材料时，比容量高，使用寿命长。

主权项

一种锂离子电池用钒氧化物纳米复合材料的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：步骤1，制备多孔碳纳米管 按照重量比1∶(0.1‑0.15)∶(1‑10)∶(0.5‑2)称取蔗糖、浓硫酸、水和模板剂二氧化硅，混合后烘干；将混合物在惰性气体保护下焙烧：升温速率为每小时升温50‑80℃，温度升至500‑700℃，保持4‑7小时；去除模板剂二氧化硅，得到内部为纳米空心碳管的多孔碳纳米管；步骤2，制备钒氧化物纳米材料按质量份，将1‑2份聚乙烯醇加入到10‑15份蒸馏水中，加热到85‑100℃后保温3‑4h，冷却至室温得到澄清透明的聚乙烯醇水溶液，将0.5‑1份偏钒酸铵加入到配制好的聚乙烯醇水溶液中，加热至70‑80℃保温6‑7h，冷却至室温得到一种黄色、澄清透明的钒氧化物前驱体溶胶；得到的前驱体溶胶注入电纺机的喷头，以导电基片为接收电极，采用20‑25kV的加速电压制备出由钒氧化物与聚乙烯醇复合的纳米线，得到的纳米线在500‑550℃保温2‑4h，冷却至室温，得到黄色的钒氧化物纳米材料； 步骤3，制备钒氧化物纳米/碳复合材料将钒氧化物纳米材料与质量浓度为35%的双氧水混合，反应后形成钒氧溶胶，其中：钒氧化物与双氧水的质量体积比为1∶20‑1∶50(g/ml)；将上述多孔碳纳米管碳用浓硝酸60‑80℃回流1‑2小时；将回流后的多孔碳纳米管加入到所述钒氧溶胶中充分搅拌，直至形成黑色胶状悬浊液；将黑色胶状悬浊液水热反应2‑4天，即得钒氧化物纳米/碳复合材料。