【技術實現步驟摘要】
本專利技術屬于能量存儲器件領域，具體涉及一種碳/釩酸鈷氧化物復合材料及其制備方法與應用。
技術介紹
1、鋰離子電池目前已經被廣泛的應用于電動汽車、數碼產品等。但是，鋰資源的匱乏和昂貴的價格嚴重影響儲能行業的快速發展。鈉資源相對于鋰資源來說更加豐富，且價格便宜，所以發展鈉鋰離子電池、鈉離子電容器等新型儲能器件具有重要的意義。一方面可以作為鋰離子電池等儲能設備的補充，另一方面也為鈉資源的高效利用提供了新的方向和思路。電極材料是影響鈉離子電池性能的重要因素之一。na+比li+具有更大的離子半徑，這就導致na+在嵌入過程中較為困難且會引起較大的體積變化，這就導致材料的電化學性極差。
2、為了解決這個問題，目前常用的方法主要有碳包覆、納米結構設計、摻雜以及構建異質結等方法，其中碳包覆是一種具有明顯緩解電極材料體積膨脹、提高電子導電性、增強循環穩定性和倍率性能的方法。原位碳包覆具有碳包覆均勻、包覆厚度可調等優點，可實現真正有效的包覆，針對雙金屬氧化物進行碳包覆設計可使電極材料在物理和電化學性能方面得到極大提升。
3、雖然雙金屬氧化物可以在儲能過程中表現出協同儲鈉機制，具有較高的初始比容量，但是na+的尺寸及循環中引起的體積變化導致電極材料的比容量快速衰減是不得不面對的問題。同時，鈉離子電容器在也面臨著正負極由于離子傳輸速率的不同導致的不匹配問題，而電極材料的選擇直接影響器件的性能。如何解決電極材料的比容量衰減并獲得高比容量、長循環性能優異的儲鈉電極材料，并解決鈉離子電容器正負極動力學不匹配的問題，具有重要的意義。p>
技術實現思路
1、本專利技術的主要目的在于提供一種碳/釩酸鈷氧化物復合材料及其制備方法與應用，以克服現有技術的不足。
2、為實現前述專利技術目的，本專利技術采用的技術方案包括：
3、本專利技術的一個方面提供了一種碳/釩酸鈷氧化物復合材料，其包括釩酸鈷氧化物和碳材料，所述碳材料具有多孔結構，至少部分所述釩酸鈷氧化物均勻嵌設于碳材料的多孔結構中。
4、進一步地，部分所述釩酸鈷氧化物碳材料嵌設于碳材料的多孔結構中，部分裸露在碳材料表面。
5、進一步地，所述碳材料包括至少提供多孔結構的碳基體以及碳層，所述釩酸鈷氧化物嵌設于碳基體的多孔結構中形成復合結構，所述碳層包覆于所述復合結構表面。
6、本專利技術的另一個方面提供了一種碳/釩酸鈷氧化物復合材料的制備方法，該制備方法包括：將碳源、含鈷化合物、含釩化合物與溶劑混合均勻，進行熱反應，再經高溫煅燒后制備得到所述碳/釩酸鈷氧化物復合材料。
7、本專利技術的另一個方面還提供了由前述制備方法制備得到的碳/釩酸鈷氧化物復合材料。
8、本專利技術的另一個方面還提供了前述碳/釩酸鈷氧化物復合材料作為負極材料的應用。
9、本專利技術的另一個方面還提供了一種負極材料，其包括前述碳/釩酸鈷氧化物復合材料。
10、本專利技術的另一個方面還提供了前述碳/釩酸鈷氧化物復合材料或前述負極材料在能量存儲器件領域中的應用。
11、本專利技術的另一個方面還提供了一種鈉離子電容器，其包括負極、正極、電解液和介于正極和負極之間的隔膜，所述負極包括前述負極材料。
12、相較于現有技術，本專利技術至少具有以下的有益效果：
13、（1）本專利技術制備得到的碳/釩酸鈷氧化物復合材料，其釩酸鈷氧化物可以均勻的錨定在碳材料上，碳/釩酸鈷氧化物復合材料作為鈉離子電池負極材料時具有優異的比容量和倍率性能，同時循環穩定性得到了明顯提高；
14、（2）本專利技術以碳/釩酸鈷氧化物復合材料為負極、活性物質為正極組裝的鈉離子電容器，通過調控電壓窗口和活性物質加載量，可獲得高能量密度和大功率密度的鈉離子電容器，為解決正負極動力學不匹配問題提供了新的思路。
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1.一種碳/釩酸鈷氧化物復合材料，其特征在于，包括釩酸鈷氧化物和碳材料，所述碳材料具有多孔結構，至少部分所述釩酸鈷氧化物均勻嵌設于碳材料的多孔結構中。
2.根據權利要求1所述的碳/釩酸鈷氧化物復合材料，其特征在于：部分所述釩酸鈷氧化物碳材料嵌設于碳材料的多孔結構中，部分裸露在碳材料表面；
3.一種碳/釩酸鈷氧化物復合材料的制備方法，其特征在于，包括：將碳源、含鈷化合物、含釩化合物與溶劑混合均勻，進行熱反應，再經高溫煅燒后制備得到所述碳/釩酸鈷氧化物復合材料。
4.根據權利要求3所述的制備方法，其特征在于，包括：
5.根據權利要求4所述的制備方法，其特征在于，包括：
6.由權利要求3-5中任一項所述的制備方法制備得到的碳/釩酸鈷氧化物復合材料。
7.權利要求1、2、6中任一項所述的碳/釩酸鈷氧化物復合材料作為負極材料的應用。
8.一種負極材料，其特征在于，包括權利要求1、2、6中任一項所述的碳/釩酸鈷氧化物復合材料；
9.權利要求1、2、6中任一項所述的碳/釩酸鈷氧化物復合材料或權利要求
10.一種鈉離子電容器，包括負極、正極、電解液和介于正極和負極之間的隔膜，其特征在于：所述負極包括權利要求8所述的負極材料；
...【技術特征摘要】
1.一種碳/釩酸鈷氧化物復合材料，其特征在于，包括釩酸鈷氧化物和碳材料，所述碳材料具有多孔結構，至少部分所述釩酸鈷氧化物均勻嵌設于碳材料的多孔結構中。
2.根據權利要求1所述的碳/釩酸鈷氧化物復合材料，其特征在于：部分所述釩酸鈷氧化物碳材料嵌設于碳材料的多孔結構中，部分裸露在碳材料表面；
3.一種碳/釩酸鈷氧化物復合材料的制備方法，其特征在于，包括：將碳源、含鈷化合物、含釩化合物與溶劑混合均勻，進行熱反應，再經高溫煅燒后制備得到所述碳/釩酸鈷氧化物復合材料。
4.根據權利要求3所述的制備方法，其特征在于，包括：
5.根據權利要求4所述...
【專利技術屬性】
技術研發人員：焦愛軍，付振海，李志偉，張世春，張永明，蘇彤，
申請(專利權)人：中國科學院青海鹽湖研究所，
類型：發明
國別省市：
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