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一種用于水系鋅離子電池正極的Fe-V-O材料及其制備方法和應(yīng)用

文檔序號(hào):42854877發(fā)布日期:2025-08-26 19:09閱讀:來(lái)源:國(guó)知局

技術(shù)特征:

1.一種用于水系鋅離子電池正極的fe-v-o材料,其特征在于:為fe3+摻雜釩氧化物納米材料、導(dǎo)電劑與粘結(jié)劑的混合物;fe3+摻雜釩氧化物納米材料為片狀堆疊形成的納米花結(jié)構(gòu),由片狀vo2納米材料以及位于其片層間的fe3+組成,片狀vo2納米材料中各相鄰片層之間的fe3+分別與v原子、o原子形成fe-o鍵和fe-v-o鍵。

2.如權(quán)利要求1所述的一種用于水系鋅離子電池正極的fe-v-o材料的制備方法,其特征在于:首先以乙酰丙酮氧釩和無(wú)機(jī)鐵(iii)金屬鹽為原料,通過(guò)一步水熱法合成fe3+摻雜釩氧化物納米材料,再將fe3+摻雜釩氧化物納米材料與導(dǎo)電劑、粘結(jié)劑混合研磨均勻,制得用于水系鋅離子電池正極的fe-v-o材料。

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種用于水系鋅離子電池正極的fe-v-o材料的制備方法,其特征在于,具體步驟如下:

4.?根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種用于水系鋅離子電池正極的fe-v-o材料的制備方法,其特征在于,步驟(1)中乙酰丙酮氧釩與乙醇和水的混合溶液的比例為1mmol:(2.5~5)ml,水和乙醇的體積比為1:(1.5~7.5),攪拌時(shí)間為不少于30?min。

5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種用于水系鋅離子電池正極的fe-v-o材料的制備方法,其特征在于,步驟(2)中無(wú)機(jī)鐵(iii)金屬鹽為無(wú)水氯化鐵,無(wú)機(jī)鐵(iii)金屬鹽中的fe原子與乙酰丙酮氧釩中的v原子之間的摩爾比為(0.2~2):1,攪拌時(shí)間不少于30分鐘。

6.?根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種用于水系鋅離子電池正極的fe-v-o材料的制備方法,其特征在于,步驟(3)中水熱反應(yīng)的溫度為160~200?℃,時(shí)間為2~6?h。

7.?根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種用于水系鋅離子電池正極的fe-v-o材料的制備方法,其特征在于,步驟(4)中真空烘箱溫度為60~80?℃,真空度為0.08~0.1?mpa,干燥時(shí)間為不低于12?h;

8.?根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種用于水系鋅離子電池正極的fe-v-o材料的制備方法,其特征在于,步驟(5)中導(dǎo)電劑為科琴黑,粘結(jié)劑為20?wt%?ptfe水溶液,溶劑為異丙醇;以fe3+摻雜釩氧化物納米材料、導(dǎo)電劑和粘結(jié)劑總量為基準(zhǔn),fe3+摻雜釩氧化物納米材料的占比不低于60wt%,粘結(jié)劑的占比為5~20wt%。

9.如權(quán)利要求1所述的一種用于水系鋅離子電池正極的fe-v-o材料的應(yīng)用,其特征在于:將用于水系鋅離子電池正極的fe-v-o材料負(fù)載于鈦網(wǎng)集流體上作為正極材料,鋅箔作為負(fù)極材料,玻璃纖維隔膜作為隔膜材料,鋅鹽水溶液作為電解液,組裝得到水系鋅離子電池。

10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的一種用于水系鋅離子電池正極的fe-v-o材料的應(yīng)用,其特征在于,鋅鹽為znso4和zn(otf)2的一種以上。

11.根據(jù)權(quán)利要求10所述的一種用于水系鋅離子電池正極的fe-v-o材料的應(yīng)用,其特征在于,水系鋅離子電池在0.1a/g電流密度下的比容量為300.49~524.24mah/g,在5a/g電流密度下的比容量為127.62~350.14mah/g,在5a/g電流密度下的比容量損失率為0.01~0.058%/圈。


技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明屬于能源與存儲(chǔ)技術(shù)領(lǐng)域,公開(kāi)了一種用于水系鋅離子電池正極的Fe?V?O材料及其制備方法和應(yīng)用,用于水系鋅離子電池正極的Fe?V?O材料為Fe3+摻雜釩氧化物納米材料(為片狀堆疊形成的納米花結(jié)構(gòu))、導(dǎo)電劑與粘結(jié)劑的混合物;其制備方法為:以乙酰丙酮氧釩和無(wú)機(jī)鐵(III)金屬鹽為原料,通過(guò)一步水熱法合成Fe3+摻雜釩氧化物納米材料,再將其與導(dǎo)電劑、粘結(jié)劑混合研磨均勻后制得;其應(yīng)用為:將用于水系鋅離子電池正極的Fe?V?O材料負(fù)載于鈦網(wǎng)集流體上作為正極材料,以組裝得到水系鋅離子電池。本發(fā)明制備工藝簡(jiǎn)單高效,所制備的水系鋅離子電池具有優(yōu)異的電化學(xué)活性、較高的倍率性能和優(yōu)秀的長(zhǎng)循環(huán)穩(wěn)定性。

技術(shù)研發(fā)人員:馬元元,金鑫,楊建平,宋阿婧
受保護(hù)的技術(shù)使用者:東華大學(xué)
技術(shù)研發(fā)日:
技術(shù)公布日:2025/8/25
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