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含氧缺陷V2O5纳米棒制备及其储锌性能研究

2022-12-21赖中元刘涛柴典宏喻强赵小玉李小成

应用化工 2022年11期

赖中元,刘涛,柴典宏,喻强,赵小玉,李小成

(1.江西理工大学 材料冶金化学学部,江西 赣州 341000;2.江西省动力电池及材料重点实验室,江西 赣州 341000)

如今,对绿色能源的研究已经成为世界性的关键课题,而储能电池则是新能源开发的主要研究领域[1-3]。水系锌离子电池是以金属锌为负极的新型二次电池,在大规模储能领域具有极大的应用前景。由于Zn2+的多价性质和大尺寸,寻求一种合适的正极材料是一个巨大的挑战[4]。构建富含氧缺陷的钒基材料是一种有效的策略[5]。引入氧缺陷为电化学反应提供了大量的活性位点,是解决目前锌离子电池正极材料容量低的有效途径。氧原子缺陷能触发不平衡的电荷分布,从而改善界面电子转移,可实现Zn2+的可逆脱嵌,并具有较高的比容量[6-7]。本文以V2O5为研究对象,通过对VS4退火制备得到富氧缺陷的V2O5,系统研究了退火温度对材料的结构和比表面积的影响,并深入研究了其电化学性能。

1 实验部分

1.1 材料与仪器

偏钒酸铵(NH4VO3,99%)、硫代乙酰胺(CH3CSNH2,99%)、乙二醇((CH2OH)2,99%)、无水乙醇(CH3CH2OH)、三氟磺酸锌(Zn(CF3SO3)2,98%)、N-甲基吡咯烷酮(C5H9NO,99%)均为分析纯;锌箔(Zn)、钛箔(Ti)均由赛博材料网提供;玻璃纤维滤膜(SiO2),由英国Whatman公司提供。

DZF-6020真空干燥箱;S10-3恒温磁力搅拌器;SQP精密电子天平;MSK-110电池封口机;CHI上海辰华电化学工作站;CT2001A蓝电电池测试系统;OTF-1200X管式气氛炉;Bruker D8 Advance扫描电子显微镜;NETZSCH STA499 F5/F3热重分析仪;ESCALAB 250Xi X射线光电子能谱仪;3H-2000PS2比表面积分析仪;Titan G260-300透射电子显微镜;Riguka-D/Max-2500 X射线衍射仪;高压反应釜,由上海予华科技提供。

1.2 正极材料的制备

VS4前驱体是按照之前报道的方法制备。……

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