专利名称：具有方形截面的VO<sub>2</sub>(B)纳米棒、制备及其在锂电池中的应用的制作方法
技术领域：
本发明属于纳米材料技术领域，具体涉及一种具有方形截面的V02 (B)纳米棒、制备及 其在锂电池中的应用。
背景技术：
自上世纪锂电池开发成功以来，锂电池已经得到了广泛的应用，但是要得到循环性能好, 比容量高，大电流冲放电性能好的锂电池正极材料一直以来是科学家的研究重点。现在工业 上常用的正极材料，如LiCo02、 LiNi02、 LiMn02，他们的容量都不高，只有120 mAh/g左 右。随着纳米材料的兴起， 一维纳米结构钒氧化物被认为是一种很有前景的正极材料，据已 有文献报道，他们的比容量一般都在300 400 mAh/g之间，但是目前一维结构纳米钒氧化 物制备方法较复杂，性能各异，此外，目前还未有制备具有方形截面的V02(B)纳米棒的相关 专利报道。
发明内容
本发明的目的是提供一种具有方形截面的V02 (B)纳米棒、制备及其在锂电池中的应用； 纳米棒为具有很规则的方形截面的V02B相纳米棒；操作简便、成本低、纯度高、性能优异， 可以大量合成；并应用为锂电池正极，显著提高锂电池的比容量；具有极高的经济价值。
本发明的具有方形截面的V02 (B)纳米棒，为V02B相纳米棒；具有很规则的方形截面 (如图1),其截面大小为(30 50) X (100 150) nm。
本发明的具有方形截面的V02(B)纳米棒的制备方法为将五氧化二钒粉末、三氧化二钒 粉末按摩尔比5 : 1配料，加入适量去离子水和乙醇(1 mol五氧化二钒用75 85 L水和15 25 L乙醇)，用磁力搅拌器充分搅拌均匀后将其转入聚四氟乙烯衬底的不锈钢反应釜中，于 170 190'C水热反应2 4天，水洗过滤2 3次，50~60 'C烘干4 5小时，即得到具有方 形截面的V02(B)纳米棒。
本发明的具有方形截面的V02 (B)纳米棒用于锂电池中。
本发明的显著优点是本发明的纳米棒为具有很规则的方形截面的V02B相纳米棒；制 备方法操作简便、成本低、纯度高、性能优异，可以大量合成；用此V02(B)纳米棒作锂电池 正极得到的锂电池具有很高的比容量(如图2)，在电流密度为0.02Ag"时首次冲放电容量达 到了 605 mAh/g;具有显著的经济价值。
图1是本发明V02 (B)纳米棒样品的SEM图。
图2是V02 (B)纳米棒电极在电流密度为0.02 Ag.1下的充放电曲线图；其中纵坐标表示 放电电压；横坐标表示比容量。
具体实施例方式
将五氧化二钒粉末、三氧化二钒粉末按摩尔比5 : l配料，加入适量去离子水和乙醇(lmol 五氧化二钒用75 85 L水和15~25 L乙醇)，用磁力搅拌器充分搅拌均匀后将其转入聚四氟 乙烯衬底的不锈钢反应釜中，于170 1卯'C水热反应2 4天，水洗过滤2 3次，50 60 °C 烘干4 5小时，即得到具有方形截面的V02 (B)纳米棒。
V02 (B)纳米棒在锂电池中的应用所述锂电池的组装按质量比V02(B)纳米棒乙炔
黑聚四氟乙烯=60 : 30 : io混合研磨后均匀地涂在圆形铝片上做正极，负极材料为金属锂，
电解质为1M LiPF6的EC+DEC+DMC溶液；所述EC : DEC : DMC=1 :1:1，按照体积比。
所述锂电池的所有组装过程均在手套箱里进行。按照常规锂电池组装过程组装。
所述锂电池的恒电流充放电测试条件电流密度0.02Ag"，电压范围3.75 ~ 1.5 V。 用此V02 (B)纳米棒作锂电池正极得到的锂电池具有很高的比容量(如图2)，在电流密 度为0.02 A时首次冲放电容量达到了 605 mAh/g。
以下实施例进一步说明本发明，但是本发明不仅限于此。 实施例1最佳实施例
将0.091 g五氧化二钒粉末与0.015 g三氧化二钒粉配料，加入40 ml去离子水和10 ml 的乙醇，用磁力搅拌器充分搅拌均匀后将其转入聚四氟乙烯衬底的不锈钢反应釜中，于180 'C水热反应3天，水洗过滤3次，60'C烘干4小时，即得到具有方形截面的V02(B)纳米棒。
V02 (B)纳米棒在锂电池中的应用所述锂电池的组装按质量比V02(B)纳米棒乙炔
黑聚四氟乙烯=60 :30 : io混合研磨后均匀地涂在圆形铝片上做正极，负极材料为金属锂，
电解质为1M LiPF6的EC+DEC+DMC溶液；所述EC : DEC : DMC=1 :1:1，按照体积比。 所述锂电池的所有组装过程均在手套箱里进行。
所述锂电池的恒电流充放电测试条件电流密度0.02Ag'1,电压范围3V。 实施例2
将0.091 g五氧化二钒粉末与0.015 g三氧化二钒粉配料，加入35 ml去离子水和15 ml 的乙醇，用磁力搅拌器充分搅拌均匀后将其转入聚四氟乙烯衬底的不锈钢反应釜中，于180 'C水热反应3天，水洗过滤3次，6(TC烘干4小时，即得到具有方形截面的V02(B)纳米棒。
V02 (B)纳米棒在锂电池中的应用所述锂电池的组装按质量比V02(B)纳米棒乙炔
黑聚四氟乙烯=60:30 : io混合研磨后均匀地涂在圆形铝片上做正极，负极材料为金属锂，
电解质为1M LiPF6的EC+DEC+DMC溶液；所述EC : DEC : DMC=1 :1:1,按照体积比。
所述锂电池的所有组装过程均在手套箱里进行。
所述锂电池的恒电流充放电测试条件电流密度0.02Ag"，电压范围3V。 实施例3
将0.091 g五氧化二钒粉末与0.015 g三氧化二钒粉配料，加入40 ml去离子水和10 ml 的乙醇，用磁力搅拌器充分搅拌均匀后将其转入聚四氟乙烯衬底的不锈钢反应釜中，于170 。C水热反应4天，水洗过滤3次，60 。C烘干4/j、时，即得到具有方形截面的V02(B)纳米棒。
V02 (B)纳米棒在锂电池中的应用所述锂电池的组装按质量比V02(B)纳米棒乙炔
黑聚四氟乙烯=60 :30 : io混合研磨后均匀地涂在圆形铝片上做正极，负极材料为金属锂，
电解质为1M LiPF6的EC+DEC+DMC溶液；所述EC : DEC : DMC=1 :1:1，按照体积比。
所述锂电池的所有组装过程均在手套箱里进行。
所述锂电池的恒电流充放电测试条件电流密度0.02Ag—、电压范围3V。
权利要求
1. 一种具有方形截面的VO2(B)纳米棒，其特征在于所述VO2(B)纳米棒为VO2B相纳米棒；具有很规则的方形截面，其截面大小为30～50nm×100～15nm。
2. —种如权利要求1的具有方形截面的V02(B)纳米棒的制备方法，其特征在于所述制备 方法为将五氧化二钒粉末、三氧化二钒粉末按摩尔比5 : l配料，加入适量去离子水和 乙醇；去离子水和乙醇的用量为1 mol五氧化二钒用75 85 L水和15 25 L乙醇，用 磁力搅拌器充分搅拌均匀后将其转入聚四氟乙烯衬底的不锈钢反应釜中，于170 190 °c 水热反应2 4天，水洗过滤2 3次，50 60 'c烘干4 5小时，即得到具有方形截面 的v02(B)纳米棒。
3. —种如权利要求1的具有方形截面的V02 (B)纳米棒或采用权利要求2所述方法制备的具 有方形截面的v02(B)纳米棒的用途，其特征在于所述的v02(B)纳米棒在锂电池中的 应用。
4. 根据权利要求3所述的具有方形截面的v02(B)纳米棒的用途，其特征在于所述锂电池的组装按质量比V02(B)纳米棒乙炔黑聚四氟乙烯=60 : 30 : io混合研磨后均匀地涂在圆形铝片上做正极，负极材料为金属锂，电解质为1MLiPF6的ec+dec+dmc溶液；所述ec : dec : dmc=i :i:i，按照体积比。
5. 根据权利要求4所述的具有方形截面的v02(B)纳米棒的用途，其特征在于所述锂电池 的所有组装过程均在手套箱里进行。
6. 根据权利要求4或5所述的具有方形截面的v02(B)纳米棒的用途，其特征在于所述锂 电池的恒电流充放电测试条件电流密度0.02Ag"，电压范围3.75 ~ 1.5 V。
全文摘要
本发明提供一种具有方形截面的VO<sub>2</sub>(B)纳米棒、制备及其在锂电池中的应用；纳米棒为具有很规则的方形截面的VO<sub>2</sub>B相纳米棒；制备方法为将五氧化二钒粉末与三氧化二钒粉末配料，加入去离子水和乙醇搅拌均匀后，于不锈钢反应釜中，水热反应、水洗过滤、烘干，即得到具有方形截面的VO<sub>2</sub>(B)纳米棒；该VO<sub>2</sub>(B)纳米棒用于锂电池中。本发明制备方法操作简便、成本低、纯度高、性能优异，可以大量合成；并应用为锂电池正极，显著提高锂电池的比容量；具有极高的经济价值。
文档编号C01G31/00GK101381102SQ200810071949
公开日2009年3月11日 申请日期2008年10月20日 优先权日2008年10月20日
发明者陈占军, 魏可镁, 魏明灯 申请人:福州大学