【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及电池储能，尤其涉及一种钒基正极的氢气固态二次电池。
技术介绍
1、水系二次电池采用水基电解质，具有高安全性、高功率密度和环境友好的特点，成为最有前途的储能技术之一。但现有的水系电池技术，如铅酸、镍氢和液流电池，仍面临环境、资源、循环寿命等问题的挑战。因此，探索环境友好、成本低廉、高安全性和长循环寿命的水系二次电池具有极其重要的意义。
2、2018年以来，wei chen等人报道了一系列新型的水系二次电池—氢气电池，由于采用h+作为载流子(离子半径最小)，其在电解液中具有最快的传导速率，进而使得电池具有优异的倍率性能。氢气负极可以匹配不同的正极，如氢气负极可以匹配嵌入/脱出型正极，分别在碱性、酸性和中性的电解液中开发了镍氢(ni-h2)电池、普鲁士蓝(pba)-h2电池和锰酸锂氢(lmo-h2)电池。其中，ni-h2电池的氢氧化镍正极在地壳中的丰度较低，pba-h2电池中pba正极材料及lmo-h2电池中的锰酸锂均具有较低的比容量，限制了其大规模的应用。
3、综上，寻找一种可以充分发挥质子电极优势且高比容量的正极材料构建氢气固态二次电池具有十分重要的意义和价值。
技术实现思路
1、有鉴于此，本专利技术提供了一种钒基正极的氢气固态二次电池，以解决现有正极材料比容量低的问题。
2、为了达到上述目的，本专利技术采用如下技术方案：
3、本专利技术提供了一种钒基正极的氢气固态二次电池，包括钒基化合物正极、pt/c负极和固态电解质；所
4、优选的，所述li3v2(po4)3正极的制备方法包括如下步骤：将钒源、锂源、磷酸源和水混合后，加热得到凝胶状混合物，将凝胶状混合物进行煅烧，得到li3v2(po4)3正极。
5、优选的，所述钒源、锂源、磷酸源和水的质量体积比为0.1～0.4g：0.1～0.3g：0.3～0.4g：6～10ml；所述钒源包括v2o3、v2o5、vo2、v3o7和v6o13中的一种或几种；所述锂源包括lioh·h2o和/或lino3；所述磷酸源包括nh4h2po4和(nh4)2hpo4中的一种或几种；所述加热的步骤为：将钒源、锂源、磷酸源和水混合后加热至70～100℃，保温8～14h，然后调整为真空环境，加热至70～100℃，保温8～14h；所述煅烧的步骤为：将凝胶状混合物加热至300～500℃，保温2～8h，然后调整为氩气气氛，加热至700～950℃，保温8～10h。
6、优选的，所述liv3o8正极的制备方法包括如下步骤：将钒源和锂源混合，顺次进行球磨、煅烧，得到liv3o8正极。
7、优选的，所述钒源和锂源的质量比为2～4：0.3～1；所述钒源包括v2o3、v2o5、vo2、v3o7和v6o13中的一种或几种；所述锂源包括lioh·h2o和/或lino3；所述煅烧的温度为450～700℃，时间为8～10h。
8、优选的，所述livopo4正极的制备方法包括如下步骤：将钒源、草酸、锂源、磷酸源和水混合，进行反应，得到livopo4正极。
9、优选的，所述钒源、草酸、锂源、磷酸源和水的质量体积比为0.5～1.2g：1.5～2.5g：0.2～1g：0.75～1.50g：100～150ml；所述钒源包括v2o3、v2o5、vo2、v3o7和v6o13中的一种或几种；所述锂源包括lioh·h2o和/或lino3；所述磷酸源包括nh4h2po4和(nh4)2hpo4中的一种或几种；所述反应的温度为350～550℃，时间为8～10h。
10、优选的，所述固态电解质中的酸性电解液和黏土的质量比为0.5～1.5：1～5；所述pt/c负极中的pt占pt/c负极总质量的15％～50％。
11、优选的，所述酸性电解液的体积浓度为10％～85％。
12、优选的，所述酸性电解液包括h3po4和/或h2so4；所述黏土包括mg2h2(sio3)3·3.0h2o、h2al2o6si·1.19h2o和h4al2o9si2·0.32h2o中的一种或几种。
13、经由上述的技术方案可知，与现有技术相比，本专利技术有益效果如下：
14、本专利技术公开了一种钒基正极的氢气固态二次电池，将钒基化合物作为正极材料应用于新型氢气固态二次电池体系中，组装得到的新型氢气固态二次电池具有优异的循环稳定性、高倍率性能和低温性能，应用范围较广。同时，本专利技术所述钒基正极材料均具有优异的比容量，有利于提高电池的比容量，其中，利用本专利技术所述liv3o8正极制备的电池的比容量可高达292mah/g。另外，本专利技术所述钒基正极的制备方法简单、耗能少、成本低、不受资源限制、绿色环保，易于实现产业化。
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1.一种钒基正极的氢气固态二次电池，其特征在于，所述钒基正极的氢气固态二次电池包括钒基化合物正极、Pt/C负极和固态电解质；
2.根据权利要求1所述的一种钒基正极的氢气固态二次电池，其特征在于，所述Li3V2(PO4)3正极的制备方法包括如下步骤：
3.根据权利要求2所述的一种钒基正极的氢气固态二次电池，其特征在于，所述钒源、锂源、磷酸源和水的质量体积比为0.1～0.4g：0.1～0.3g：0.3～0.4g：6～10mL；
4.根据权利要求1所述的一种钒基正极的氢气固态二次电池，其特征在于，所述LiV3O8正极的制备方法包括如下步骤：
5.根据权利要求4所述的一种钒基正极的氢气固态二次电池，其特征在于，所述钒源和锂源的质量比为2～4：0.3～1；
6.根据权利要求1所述的一种钒基正极的氢气固态二次电池，其特征在于，所述LiVOPO4正极的制备方法包括如下步骤：
7.根据权利要求6所述的一种钒基正极的氢气固态二次电池，其特征在于，所述钒源、草酸、锂源、磷酸源和水的质量体积比为0.5～1.2g：1.5～2.5g：
8.根据权利要求1～7任一项所述的一种钒基正极的氢气固态二次电池，其特征在于，所述固态电解质中的酸性电解液和黏土的质量比为0.5～1.5：1～5；
9.根据权利要求8所述的一种钒基正极的氢气固态二次电池，其特征在于，所述酸性电解液的体积浓度为10％～85％。
10.根据权利要求9所述的一种钒基正极的氢气固态二次电池，其特征在于，所述酸性电解液包括H3PO4和/或H2SO4；
...【技术特征摘要】
1.一种钒基正极的氢气固态二次电池，其特征在于，所述钒基正极的氢气固态二次电池包括钒基化合物正极、pt/c负极和固态电解质；
2.根据权利要求1所述的一种钒基正极的氢气固态二次电池，其特征在于，所述li3v2(po4)3正极的制备方法包括如下步骤：
3.根据权利要求2所述的一种钒基正极的氢气固态二次电池，其特征在于，所述钒源、锂源、磷酸源和水的质量体积比为0.1～0.4g：0.1～0.3g：0.3～0.4g：6～10ml；
4.根据权利要求1所述的一种钒基正极的氢气固态二次电池，其特征在于，所述liv3o8正极的制备方法包括如下步骤：
5.根据权利要求4所述的一种钒基正极的氢气固态二次电池，其特征在于，所述钒源和锂源的质量比为2～4：0.3～1；
6.根据权利要求...
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