[发明专利]一种金属铌掺杂的纤维状钒酸锂材料及其制备方法、应用

权利要求书

1.一种金属铌掺杂的纤维状钒酸锂材料的制备方法，其特征在于，包括步骤：

A、按照Li：V：C₆H₈O₇·H₂O：Nb＝1：3-x：4：x的化学计量比称取原料偏钒酸铵、乙酸锂、柠檬酸和草酸铌，其中，0x0.2；

B、将偏钒酸铵、乙酸锂和柠檬酸依次倒入预先加热至60-100℃的去离子水中，反应预定时间后，再加入草酸铌搅拌1-3h，静置成凝胶；

C、将所述凝胶进行干燥处理后得到铌掺杂钒酸锂前驱体材料；

D、将所述铌掺杂钒酸锂前驱体材料研磨后过300目筛，将筛选后的300目以下的铌掺杂钒酸锂前驱体材料加入到预先配置的PVP溶液中，超声处理后得到静电纺丝液；

E、将所述静电纺丝液乘装在静电纺丝装置中进行静电纺丝，制得金属铌掺杂的纤维状钒酸锂材料LiV_3-xNb_xO₈，其中，0x0.2；

其中,所述步骤B具体包括：

B1、先将偏钒酸铵倒入预先加热至60-100℃的去离子水中，待溶液变为橙黄色的澄清溶液后，再依次缓慢加入乙酸锂和柠檬酸；

B2、持续搅拌2-4h，溶液依次由草绿色逐渐变为褐色，最后变为蓝色后再加入草酸铌反应1-3h得到溶胶体系，静置10-13h后形成凝胶。

2.根据权利要求1所述的金属铌掺杂的纤维状钒酸锂材料的制备方法，其特征在于，所述步骤C具体为：

将所述凝胶放置于真空干燥箱中，在80-120℃下干燥10-14h后得到铌掺杂钒酸锂前驱体材料。

3.根据权利要求1所述的金属铌掺杂的纤维状钒酸锂材料的制备方法，其特征在于，所述步骤D具体包括：

D1、将PVP溶于DMF溶剂中，制得质量百分数为8％-20％的PVP溶液；

D2、将研磨至300目以下的铌掺杂钒酸锂前驱体材料加入到所述PVP溶液中，经过搅拌超声处理后得到静电纺丝液。

4.根据权利要求3所述的金属铌掺杂的纤维状钒酸锂材料的制备方法，其特征在于，所述PVP的分子量为500000～1800000。

5.根据权利要求1所述的金属铌掺杂的纤维状钒酸锂材料的制备方法，其特征在于，所述铌掺杂钒酸锂前驱体材料与PVP按照质量比为1-5:1的比例混合。

6.根据权利要求1所述的金属铌掺杂的纤维状钒酸锂材料的制备方法，其特征在于，所述步骤E具体包括：

E1、将上述静电纺丝液乘装在静电纺丝装置的高压容器中，接收装置为铝箔，静电纺丝参数的设置为：收丝距离为12cm-18cm和/或纺丝电压为12～18KV；

E2、开启静电纺丝装置进行静电纺丝，在接收装置的上形成线状纺丝材料；

E3、在空气气氛下将所述线状纺丝材料在450℃-550℃条件下煅烧8h-20h得到金属铌掺杂的纤维状钒酸锂材料。

7.根据权利要求1所述的金属铌掺杂的纤维状钒酸锂材料的制备方法，其特征在于，所述静电纺丝参数的设置还包括：注射泵推速为0.5ml/h；温度为30℃；滚轴转速为1000r/min。

8.一种金属铌掺杂的纤维状钒酸锂材料，其特征在于，所述纤维状钒酸锂材料采用权利要求1-7任意一种制备方法制备得到，所述金属铌掺杂的纤维状钒酸锂材料的化学式为LiV_3-xNb_xO₈，其中，0x0.2。

9.一种金属铌掺杂的纤维状钒酸锂材料的应用，其特征在于，将权利要求8所述的金属铌掺杂的纤维状钒酸锂材料用于制备锂离子电池正极。