【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及纳米材料的合成，具体为纳米线过渡金属氧化物材料合成方法及其应用。
技术介绍
1、锂离子电池(libs)是目前应用最广泛的电力存储介质。然而，随着电池应用场景的日益复杂，目前的锂离子电池系统越来越无法满足人类的需求。
2、正极材料是决定锂离子电池电化学性能的主要因素。锂离子正极材料按储锂机理可分为嵌入式储锂材料和转化式储锂材料。商用锂离子电池使用嵌入式正极材料，主要是橄榄石lifepo4、层状licoo2、尖晶石limn2o4、不同化学计量的层状linixmnycozo2和层状lini0.8co0.15al0.05o2，这些正极材料具有放电电压高、使用方便且材料晶格中含有锂离子。然而，商用阴极材料的比容量通常小于200mah g-1，并且将阴极充放电电位增加到4.5v以上(vs.li/li+)会产生安全问题。因此，开发新型阴极材料实现更能量密度更高、更安全、更低成本的锂离子电池需要开发新型阴极材料。
3、近年来，过渡金属氧化物(tmo)阴极材料v2o5、moo3、mno2、fe2o3和co3o4等，具有高放电比容量、容易合成和回收，引起广泛关注。然而，使用过渡金属氧化物阴极材料的电池需要预锂化来补充电池体系中的锂离子。目前大量的报道过渡金属氧化物的工作主要使用扣式半电池来对其材料的电化学性能进行研究。。
4、公开号为cn109671937a的专利技术公开了一种过渡型金属氧化物/石墨烯复合材料的原位合成方法，步骤为：将可溶性铁盐、过渡金属盐和铈盐溶于去离子水中，混合得到均匀溶液；加入
5、如上述专利技术所示，现有的过渡型金属氧化物材料的合成方法能够缓解金属氧化物用于锂离子电池负极时存在的体积膨胀效应，但是这种使用类似半电池结构的阳极材料(如锂金属、锂粉等)，导致锂离子电池在使用过程中会产生枝晶，会造成严重的安全隐患。
技术实现思路
1、针对现有技术的不足，本专利技术提供了纳米线过渡金属氧化物材料合成方法及其应用，搭配商用锂离子电池阳极材料(如硅碳负极、石墨、硅氧等)，通过预锂化技术制备电极构建高能量密度新型电池体系，解决了现有的问题。
2、为实现以上目的，本专利技术通过以下技术方案予以实现：纳米线过渡金属氧化物材料合成方法，所述过渡金属氧化物为纳米线形貌，其包括v2o5纳米线，所述v2o5纳米线的合成方法包括以下步骤：
3、步骤一：将18mmol nh4vo3溶解于40ml去离子水中，轻轻搅拌；
4、步骤二：在nh4vo3水溶液中加入1.2ml h3po4，使溶液ph值在一定范围内调节；
5、步骤三：将混合物转移到铁氟龙内衬的高压灭菌器(50ml)中，在160℃下水热反应12h；
6、步骤四：将所得产物离心收集，用蒸馏水和乙醇彻底冲洗，得到v2o5纳米材料，然后在电热恒温干燥箱中于60℃下干燥12h。
7、优选的，所述过渡金属氧化物还包括moo3纳米线、mno2纳米线、fe2o3纳米线以及co3o4纳米线。
8、优选的，所述moo3纳米线的合成方法包括以下步骤：
9、步骤一：将10ml h2o2(30％wt.％)加入100mmol金属mo粉中，在0℃下缓慢加入，得到橙色胶体；
10、步骤二：将橙色胶体用200ml去离子水稀释，得到金色溶液；
11、步骤三：将金溶液转移到特氟龙内衬的高压灭菌器(50ml)中，在180℃下水热反应12h；
12、步骤四：将所得产物离心收集，用蒸馏水和乙醇彻底冲洗，得到moo3纳米材料，然后在电热恒温干燥箱中于60℃下干燥12h。
13、优选的，所述mno2纳米线的合成方法包括以下步骤：
14、步骤一：将10mmol mn(ch3coo)2·4h2o溶解于60ml去离子水中，轻轻搅拌；
15、步骤二：将10mmol(nh4)2s2o8加入到mn(ch3coo)2·4h2o水溶液中；
16、步骤三：将混合物转移到特氟龙内衬的高压灭菌器(50ml)中，在120℃下水热反应12h；
17、步骤四：将所得产物离心收集，用蒸馏水和乙醇彻底冲洗，得到mno2纳米材料，然后在电热恒温干燥箱中于60℃下干燥12h。
18、优选的，所述fe2o3纳米线的合成方法包括以下步骤：
19、步骤一：将3.2mmol fecl3·6h2o溶解于50ml去离子水中，轻轻搅拌；
20、步骤二：在fecl3·6h2o水溶液中加入3.6mmol na2so4；
21、步骤三：将混合物转移到特氟龙内衬的高压灭菌器(50ml)中，在110℃下水热反应12h；
22、步骤四：将所得产物离心收集，用蒸馏水和乙醇彻底冲洗，得到砖红色粉末，然后将砖红色粉末在空气中300℃加热5h。
23、优选的，所述co3o4纳米线的合成方法包括以下步骤：
24、步骤一：将8mmol cocl2·6h2o溶解于50ml去离子水中，轻轻搅拌；
25、步骤二：在cocl2·6h2o水溶液中加入15mmol co(nh2)2；
26、步骤三：将混合物转移到特氟龙内衬的高压灭菌器(50ml)中，在80℃下水热反应12h；
27、步骤四：将所得产物离心收集，用蒸馏水和乙醇彻底冲洗，得到黑色粉末，然后将黑粉在空气中300℃加热1h。
28、优选的，所述过渡金属氧化物纳米线作为阴极材料应用于锂离子电池。
29、优选的，所述过渡金属氧化物纳米应用于电极的制备：
30、阴极电极的制备，电极采用刮涂法制备，包括以下步骤：
31、步骤一：通过n-甲基吡咯烷酮调节活性物质(过渡金属氧化物纳米线)、粘结剂(偏聚四氟乙烯)和导电碳(质量比为8:1:1)的粘度，将合适的浆料均匀涂覆在捕收剂(12μm铝箔)上；
32、步骤二：将涂覆后的铝箔在80℃烘箱中烘干2h，然后在110℃真空干燥机中烘干12h；
33、步骤三：将样品切成圆片状，转移到具有氩气气氛(o2<1ppm,h2o<1ppm)的手套箱中，可作为锂离子电池正极，用于电池组装。
34、阳极电极的制备，电极采用刮涂法制备，包括以下步骤：
35、步骤一：通过去离子水调节硅/石墨阳极(si/g)、增稠剂(cmc)、粘结剂(sbr)和碳纳米管(质量比为96:1.2:2.5:0.3)的粘度，将合适的浆料均匀涂覆在捕收剂(8μm铜箔)上；
36、步骤二：将涂层后的本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.纳米线过渡金属氧化物材料合成方法，其特征在于，过渡金属氧化物为纳米线形貌，其包括V2O5纳米线，所述V2O5纳米线的合成法包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的纳米线过渡金属氧化物材料合成方法，其特征在于：所述过渡金属氧化物还包括MoO3纳米线、MnO2纳米线、Fe2O3纳米线以及Co3O4纳米线。
3.根据权利要求2所述的纳米线过渡金属氧化物材料合成方法，其特征在于：所述MoO3纳米线的合成方法包括以下步骤：
4.根据权利要求2所述的纳米线过渡金属氧化物材料合成方法，其特征在于：所述MnO2纳米线的合成方法包括以下步骤：
5.根据权利要求2所述的纳米线过渡金属氧化物材料合成方法，其特征在于：所述Fe2O3纳米线的合成方法包括以下步骤：
6.根据权利要求2所述的纳米线过渡金属氧化物材料合成方法，其特征在于：所述Co3O4纳米线的合成方法包括以下步骤：
7.根据权利要求1-6任意一项所述的纳米线过渡金属氧化物材料的应用，其特征在于：所述过渡金属氧化物纳米线作为阴极材料应用于锂离子电池。
8.根
9.根据权利要求7所述的纳米线过渡金属氧化物材料合成方法，其特征在于：所述过渡金属氧化物纳米应用于不同体系锂离子电池的制备。
...【技术特征摘要】
1.纳米线过渡金属氧化物材料合成方法，其特征在于，过渡金属氧化物为纳米线形貌，其包括v2o5纳米线，所述v2o5纳米线的合成法包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的纳米线过渡金属氧化物材料合成方法，其特征在于：所述过渡金属氧化物还包括moo3纳米线、mno2纳米线、fe2o3纳米线以及co3o4纳米线。
3.根据权利要求2所述的纳米线过渡金属氧化物材料合成方法，其特征在于：所述moo3纳米线的合成方法包括以下步骤：
4.根据权利要求2所述的纳米线过渡金属氧化物材料合成方法，其特征在于：所述mno2纳米线的合成方法包括以下步骤：
5.根据权利要求2所述的纳米线过渡...
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