氧化釩納米粉末制備及電化學(xué)性能研究.pdf

1、氧化釩納米材料具有獨(dú)特的物理和化學(xué)性能，廣泛應(yīng)用于傳感器、致動(dòng)器、鋰離子電池、場(chǎng)效應(yīng)管以及電致變色等領(lǐng)域。氧化釩納米材料的性能與其微觀結(jié)構(gòu)有密切關(guān)系，而水熱法和溶膠-凝膠法等是目前可有效控制納米材料微觀結(jié)構(gòu)的制備方法。本研究用溶膠-凝膠法和水熱法制備V2O5納米材料，研究制備參數(shù)對(duì)其微觀結(jié)構(gòu)和性能的影響，為V2O5納米材料在新能源領(lǐng)域的應(yīng)用提供基礎(chǔ)。
　　首先，利用溶膠-凝膠法，通過大水體系中乙酰丙酮氧釩的水解縮聚，首次在室溫下制

2、備得到了V2O5·1.6H2O納米晶。利用X射線衍射儀（XRD）、掃描電子顯微鏡(SEM)、透射電子顯微鏡(TEM)，系統(tǒng)研究了水含量和pH值等參數(shù)對(duì)納米晶形成的影響。用鋰離子電池測(cè)試系統(tǒng)對(duì)在pH=1、水與乙酰丙酮氧釩摩爾比（W）為400條件下制得的納米晶進(jìn)行電化學(xué)性能測(cè)試，發(fā)現(xiàn)其在1～4V的電壓窗口下以0.1C和1C倍率放電時(shí)，首次放電比容量分別有250mAh/g和142mAh/g。
　　用水熱法制備了不同形貌的V2O5納米粉末

3、。用硝酸酸化前驅(qū)體溶液，隨著pH從1增加至3，V2O5晶體的微觀形貌從微米級(jí)塊體轉(zhuǎn)變?yōu)榧{米棒狀;而用草酸酸化時(shí)，pH的相同變化使V2O5從條棒狀轉(zhuǎn)變?yōu)榉綁K狀。加入一定量非極性溶劑乙二醇和表面活性劑PVP后，得到了直徑約50～100nm的顆粒尺寸更小、分散性更好的V2O5納米粉末，其電化學(xué)性能較好。在pH=3、水與乙二醇體積比1∶0.5條件下制得的V2O5納米顆粒，在0.1C和1C的放電倍率下，循環(huán)50次后放電比容量分別為198mAh/g