[发明专利]一种GaV2

说明书

本发明提供一种GaV₂O₅/Ga₂O₃复合物锂离子电池负极材料的制备方法。其具体操作如下：称取Ga(NO₃)₃、V₂O₅和C₆H₁₂N₄，添加去离子水搅拌至其完全溶解；将溶液转移到水热反应釜内衬中，在鼓风烘箱中120~180℃反应12~48h后，自然冷却至室温；得到的淡黄色沉淀转移至培养皿中，在鼓风烘箱中60~80℃干燥10~20h；淡黄色沉淀在氮气气氛下煅烧，以2~5℃min^‑1的升温速率升温，保温温度为800‑1200℃，时间为5~10h，研磨后得到黑色的GaV₂O₅/Ga₂O₃粉末。本发明首次将GaV₂O₅/Ga₂O₃用作锂离子电池负极材料，显示了良好电化学性能。

技术领域

本发明涉及一种新型锂离子电池负极材料，特别涉及一种新型GaV₂O₅/Ga₂O₃复合物负极材料及其制备方法，属于电化学电源领域。

背景技术

作为一种典型的二次电池，锂离子电池因为其高容量高循环的优点已被广泛应用于小型便携式电子设备，也被视为未来电动交通工具和大型储能设备的理想电源。然而，锂离子电池的能量密度及循环寿命仍然难以满足人们日益增长的储能需求。开发新型、高性能锂离子电池一直都是研究的热点，这依赖于高容量锂离子电池电极材料的研发。目前，商用石墨类碳材料理论容量较低（372 mAh g^-1），这显著抑制了锂离子电池的整体能量密度，研发新型替代负极材料对于开发高性能锂离子电池而言显得尤为迫切。

多元钒基化合物和金属氧化物复合材料基于一种特殊的转换机理，显示了高的理论容量。且嵌、脱锂过程中形成的含锂钒氧化物具有高的导电性，这使得复合物具有较好的循环性能。其中，钒酸镓和氧化镓复合物作为锂离子电池负极材料，有望利用Ga与Li形成合金深度储锂，从而进一步提升材料容量。然而，目前并未见相关报道。基于以上背景，本专利提供一种新型GaV₂O₅/Ga₂O₃复合物材料的制备方法，首次以其作为锂离子电池负极显示了良好的电化学性能。

发明内容

本发明的目的在于开发一种新型GaV₂O₅/Ga₂O₃复合物锂离子电池负极材料。

本发明的制备方法具体为：

（1）将Ga(NO₃)₃、V₂O₅和C₆H₁₂N₄混合后，添加去离子水搅拌至其完全溶解，期间滴加适量的氨水促进Ga(NO₃)₃的水解；

（2）将步骤（1）所得到的混合溶液转移到水热反应釜内衬中，在鼓风烘箱中水热反应后，自然冷却至室温，得到沉淀物；

（3）将步骤（2）得到的沉淀物转移至培养皿中，在鼓风烘箱中60~80℃干燥后在惰性气氛下煅烧，煅烧产品经研磨后得到GaV₂O₅/Ga₂O₃粉末。

所述的Ga(NO₃)₃、V₂O₅、C₆H₁₂N₄和氨水的摩尔比为2：0.8-1.2：2-3：0.01~0.05。