本申請涉及電池領(lǐng)域，具體而言，涉及一種有機分子插層釩氧化物正極材料及其制備方法與應(yīng)用。

背景技術(shù)：

1、水系鋅離子電池作為下一代先進儲能器件的有力候選者，因其在低溫環(huán)境下的適應(yīng)性而受到廣泛關(guān)注。五氧化二釩(v2o5)作為水系鋅離子電池的常見正極材料，具有較高的容量(約400mahg-1)。

2、但是五氧化二釩在低溫環(huán)境有個亟待解決的問題：在釩基正極內(nèi)部，晶格原子和溶劑分子之間的排斥作用形成空間阻礙，增加鋅離子的擴散能壘，低溫下緩慢的動力學制約著釩基鋅離子電池電化學性能。如何解決該問題，成為了本領(lǐng)域技術(shù)人員所持續(xù)關(guān)注的難題。

技術(shù)實現(xiàn)思路

1、本申請的目的在于提供一種有機分子插層釩氧化物正極材料及其制備方法與應(yīng)用，以改善上述問題。

2、為了實現(xiàn)上述目的，本申請實施例采用的技術(shù)方案如下：

3、第一方面，本申請實施例提供一種有機分子插層釩氧化物正極材料的制備方法，所述方法包括：

4、步驟1，按照預設(shè)質(zhì)量比，將苯基丁胺鹽酸鹽與釩基氧化物添加至去離子水中，并攪拌至均勻狀態(tài)；

5、步驟2，將步驟1所制得的溶液添加至反應(yīng)釜中，在目標溫度下加熱所述反應(yīng)釜，加熱持續(xù)時長為目標時長；

6、步驟3，對步驟2所制得的材料進行洗滌干燥，以獲得有機分子插層釩氧化物正極材料。

7、可選地，所述釩基氧化物采用五氧化二釩或磷酸氧釩。

8、可選地，當所述釩基氧化物采用五氧化二釩時，所述預設(shè)質(zhì)量比為1:1。

9、可選地，所述目標溫度的取值范圍為170℃-190℃。

10、可選地，所述目標溫度為180℃。

11、可選地，在步驟3中的洗滌溶劑采用去離子水和乙醇。

12、可選地，步驟2中的目標時長為48小時。

13、第二方面，本申請實施例提供一種有機分子插層釩氧化物正極材料，執(zhí)行上述的有機分子插層釩氧化物正極材料的制備方法，所制備的正極材料。

14、第三方面，本申請實施例提供一種水系鋅電池，所述水系鋅電池的正極材料為上述的有機分子插層釩氧化物正極材料。

15、可選地，所述水系鋅電池采用電解液三氟甲磺酸鋅，所述水系鋅電池的負極為鋅箔

16、相對于現(xiàn)有技術(shù)，本申請實施例所提供的一種有機分子插層釩氧化物正極材料及其制備方法與應(yīng)用，采用水熱法將苯基丁胺鹽酸鹽引入vo層狀結(jié)構(gòu)制備vo-pba正極材料，此方法簡便高效，易于操作。苯基丁胺鹽酸鹽嵌入增大層間距至1.64nm，利于zn2+擴散，有效減少充放電過程中的結(jié)構(gòu)崩塌，延長電池循環(huán)壽命。苯基丁胺鹽酸鹽中親水性氮原子與v-o鍵相互作用，顯著降低zn2+脫溶劑化能。

17、為使本申請的上述目的、特征和優(yōu)點能更明顯易懂，下文特舉較佳實施例，并配合所附附圖，作詳細說明如下。

技術(shù)特征：

1.一種有機分子插層釩氧化物正極材料的制備方法，其特征在于，所述方法包括：

2.如權(quán)利要求1所述的有機分子插層釩氧化物正極材料的制備方法，其特征在于，所述釩基氧化物采用五氧化二釩或磷酸氧釩。

3.如權(quán)利要求2所述的有機分子插層釩氧化物正極材料的制備方法，其特征在于，當所述釩基氧化物采用五氧化二釩時，所述預設(shè)質(zhì)量比為1:1。

4.如權(quán)利要求1所述的有機分子插層釩氧化物正極材料的制備方法，其特征在于，所述目標溫度的取值范圍為170℃-190℃。

5.如權(quán)利要求1所述的有機分子插層釩氧化物正極材料的制備方法，其特征在于，所述目標溫度為180℃。

6.如權(quán)利要求1所述的有機分子插層釩氧化物正極材料的制備方法，其特征在于，在步驟3中的洗滌溶劑采用去離子水和乙醇。

7.如權(quán)利要求1所述的有機分子插層釩氧化物正極材料的制備方法，其特征在于，步驟2中的目標時長為48小時。

8.一種有機分子插層釩氧化物正極材料，其特征在于，執(zhí)行權(quán)利要求1-7中任一項所述的有機分子插層釩氧化物正極材料的制備方法，所制備的正極材料。

9.一種水系鋅電池，其特征在于，所述水系鋅電池的正極材料為權(quán)利要求8所述的有機分子插層釩氧化物正極材料。

10.如權(quán)利要求9所述的水系鋅電池，其特征在于，所述水系鋅電池采用電解液三氟甲磺酸鋅，所述水系鋅電池的負極為鋅箔。

技術(shù)總結(jié)
本申請?zhí)岢鲆环N有機分子插層釩氧化物正極材料及其制備方法與應(yīng)用，采用水熱法將苯基丁胺鹽酸鹽引入VO層狀結(jié)構(gòu)制備VO?PBA正極材料，此方法簡便高效，易于操作。苯基丁胺鹽酸鹽嵌入增大層間距至1.64nm，利于Zn<supgt;2+</supgt;擴散，有效減少充放電過程中的結(jié)構(gòu)崩塌，延長電池循環(huán)壽命。苯基丁胺鹽酸鹽中親水性氮原子與V?O鍵相互作用，顯著降低Zn<supgt;2+</supgt;脫溶劑化能。

技術(shù)研發(fā)人員：郭孝東,阮豪,萬放,陳婷,朱超瓊,吳振國
受保護的技術(shù)使用者：成都大學
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2025/5/15