[发明专利]一种具有优异储锂性能的Li3VO4纳米线的形貌和物相调控方法

摘要

本发明涉及一种具有优异储锂性能的Li₃VO₄纳米线的形貌和物相调控方法，属于锂离子电池材料制备领域，以五氧化二钒和碳酸锂为原料，蒸馏水为溶剂，利用高温固相煅烧联合微波辐射工艺进行制备，包括先在空气气氛中烧结，然后在微波反应器中进行微波辐照，该方法反应速率快、温和易控、节能环保。所得纳米线直径80～240纳米，长度3～5微米，相比传统块状材料，纳米线长径比大、质量稳定、纯度高、制造成本低、比表面积显著增大，明显提高了材料与电解液间的接触面积，使锂离子电池具有良好的倍率性能和稳定的充放电性能，适合制备便携式储锂动力电池。该工艺不仅为钒酸锂Li₃VO₄离子电池研究与应用提供重要的科研依据，同时为探索材料微观形貌与性能提升间的规律提供了可靠保障。

主权项

1.一种具有优异储锂性能的Li₃VO₄纳米线的形貌和物相调控方法，以五氧化二钒和碳酸锂为原料，蒸馏水为溶剂，利用高温固相煅烧联合微波辐射技术进行合成，通过如下技术方案实现：首先，在室温下将纯度为99.9％的碳酸锂和纯度为99.9％的五氧化二钒按3∶1的化学计量比进行充分混合，并于10Mpa压力下压制10分钟；然后将压制好的混合物转移至马弗炉中，550℃空气气氛中预煅烧3小时，再快速升温至900℃煅烧5小时；其次，将12克煅烧后的产物投入23.5毫升蒸馏水中，充分搅拌10分钟，并转移至带有常压回流冷却功效的微波辐射反应装置中进行微波加热，调节微波功率700W，加热温度100℃，微波频率2450MHz，充分反应8小时；最后，将反应后的产物冷却至室温，离心分离并用蒸馏水洗涤4次，再在70℃烘箱中干燥24小时，即可得到最终产品；通过XRD和SEM测试手段对产品的物相和形貌进行分析，XRD测试结果表明产物为纯相Li₃VO₄材料，所有衍射峰都可归属为JCPDS No.24‑667；SEM测试结果显示产物为纳米线直径为80～240纳米，长度为3～5微米。