[发明专利]一种三维网状钒酸铵纳米晶体的制备方法

说明书

本发明公开了一种三维网状钒酸铵纳米晶体的制备方法，包括以下步骤：将NH₄VO₃均匀溶解在乙二醇中，得到浓度为0.01‑0.1mol/L的NH₄VO₃溶液；使用HCl溶液将NH₄VO₃溶液的pH调节至1‑3.5，然后在超声环境下反应0.5‑2h，得到A溶液；将A溶液放置在内衬为聚四氯乙烯的反应釜中，并且将反应釜设置在均相水热反应中，在160‑200℃下反应4‑8h，反应釜中得到悬浮液；将悬浮液离心分离得到粉体产物，使用去离子水和无水乙醇交替清洗粉体产物，然后将清洗后的产物进行干燥，得到三维网状NH₄V₃O₈纳米晶体。该方法制备的三维网状NH₄V₃O₈纳米晶体作为锂电池的正极材料，具有电化学性能好，大倍率性能优的特点，且该方法工艺简单，产物化学组成均一。

技术领域

本发明属于锂离子电池正极材料技术领域，涉及一种三维网状钒酸铵纳米晶体的制备方法。

背景技术

从人类文明开始，能量的开发、利用和存储就与人类的生活方式和生活质量息息相关。长期使用的化石燃料，增加了地球的温室效应，加剧了环境的恶化，对人类的生存环境构成了极大的威胁。为了能够充分利用自然能，如风能、潮汐能、太阳能等，就需要有合适的能量存储装置，所以可循环利用的二次电池，作为一种可以有效存储能源的媒介，实现了化学能和电能的相互转化。随着二次电池的发展，锂离子电池逐渐成为现在最先进的二次电池，具有放电电压高、比能量大、循环寿命长、安全性能好和绿色环保的特点，因此也被称为绿色电池。

我国钒资源丰富，钒氧化物、钒酸盐以及衍生物作为一种重要的储能材料被科研工作人员广泛的研究和开发。层状结构的NH₄V₃O₈材料具有易于离子嵌入和脱出、导电性好、电化学稳定等优点，同时也具有光催化特性，电传导性能，储锂、储钠的性能。与LiV₃O₈材料相比，由于和H⁺的存在，层状结构的NH₄V₃O₈材料的层间距得到了扩大，同时也形成了分子内氢键，有效的提高了材料的稳定性，NH₄V₃O₈材料凭借独特的结构和电子输送特性，还可以应用于超级电容器材料、传感器材料和纳米电子器件，具有非常广泛的应用和研究前景。

目前制备纯相NH₄V₃O₈主要有沉淀法、水热法、溶剂热法和溶胶凝胶法，所制备的形貌只要有一维的纳米棒、纳米带、纳米线和二维的片状形貌，这些具有独特结构材料有效提高了NH₄V₃O₈的电化学性能，但是NH₄V₃O₈纳米材料三维网状形貌相关报道比较少，三维网状的形貌相比于低维材料，能够促进与电解液的接触面积，加快锂离子的传输速度和电子的传输速率。

发明内容

本发明的目的在于提供一种三维网状钒酸铵纳米晶体的制备方法；该方法制备的三维网状钒酸铵纳米晶体作为锂电池的正极材料，具有电化学性能好，大倍率性能优的特点，且该方法工艺简单，产物化学组成均一。

本发明的目的是通过以下技术方案来实现的：

这种三维网状钒酸铵纳米晶体的制备方法，包括以下步骤：

步骤1，将NH₄VO₃均匀溶解在乙二醇中，得到浓度为0.01-0.1mol/L的NH₄VO₃溶液；