[发明专利]一种钒基尖晶石材料的制备方法及电池正极的制备方法

说明书

本发明提供一种钒基尖晶石材料的制备方法，包括以下步骤：A)将乙酸锰和乙酰丙酮氧钒在醇中混合，然后将得到的混合溶液加热蒸干得到凝胶状前驱体；B)将所述凝胶状前驱体干燥，得到干燥物；C)将所述步骤B)得到的干燥物在保护性气氛下进行退火，得到MnV₂O₄尖晶石；所述退火的温度为600～1000℃，所述退火的时间为6～18小时。本发明先使用溶胶凝胶法得到混合均匀的前驱体，再利用煅烧法得到了结晶性良好的MnV₂O₄尖晶石。本发明制备得到的钒基尖晶石材料结晶性好，纯度高，可广泛用于电池、电容器、电催化和电磁制冷等领域，尤其具有优异的电化学性能。本发明还提供了一种电池正极的制备方法。

技术领域

本发明属于无机材料技术领域，尤其涉及一种钒基尖晶石材料的制备方法及电池正极的制备方法。

背景技术

MnV₂O₄是一种常见的三元材料，其晶格结构为面心立方格子。化学通式为AB₂O₄，其中A位点为二价锰离子，占据氧的四面体位点；B位点为三价钒离子，占据子氧的八面体位点。该材料具有优异的物理化学特性，在能源存储、电催化、磁制冷、传感器磁开关、复合材料等领域具有巨大的实用前景。

如此优异的材料目前在各领域都得到了广泛的研究，但其合成方法局限于化学气相传输、多步骤固相法、微波辅助合成法等。现有的合成方法不仅合成步骤繁琐，所需条件苛刻，而且一次合成量少，大规模生产比较困难。

发明内容

本发明的目的在于提供一种钒基尖晶石材料的制备方法及电池正极的制备方法，本发明中的制备方法简单可控，得到的MnV₂O₄尖晶石物相纯，且具有优异的电化学性能。

本发明提供一种钒基尖晶石材料的制备方法，包括以下步骤：

A)将乙酸锰和乙酰丙酮氧钒在醇中混合，然后将得到的混合溶液加热蒸干得到凝胶状前驱体；

B)将所述凝胶状前驱体干燥，得到干燥物；

C)将所述步骤B)得到的干燥物在保护性气氛下进行退火，得到MnV₂O₄尖晶石；

所述退火的温度为600～1000℃，所述退火的时间为6～18小时。

优选的，所述混合溶液中乙酸锰的摩尔浓度为0.5～3×10^-4mol/L；

所述混合溶液中乙酰丙酮氧钒的摩尔浓度为1.6～2.4×10^-4mol/L。

优选的，所述步骤A)中加热的温度为50～80℃。

优选的，所述步骤B)干燥的温度为30～60℃；

所述步骤B)中干燥的时间为12～24小时。

优选的，所述步骤A)中的醇为无水乙醇、无水丙醇、甲醇和乙二醇中的一种或几种；

优选的，将乙酸锰和乙酰丙酮氧钒在醇中混合，然后超声至溶液澄清无沉淀，得到混合溶液；

所述超声的时间为2～4小时。

优选的，将得到的混合溶液在磁力搅拌的条件下加热蒸干；

所述磁力搅拌的转速为400～500rpm。

本发明提供一种电池正极的制备方法，其特征在于，先按照上文所述的制备方法制备得到钒基尖晶石活性材料，然后再将所述钒基尖晶石活性材料制成电池正极。