本发明涉及新能源技术领域，尤其涉及一种LiNiVO4锂离子电池负极材料制备方法。
背景技术：
近年来，随着便携设备及电动汽车的日益发展，对锂离子电池材料提出了更高的要求。其中具有反尖晶石结构的材料LiNiVO4由于其优以的循环性能、较高的电压平台正备受人们关注。但它存在的问题是：比容量较低，循环过程中扩散阻抗较大，不同的制备方法对其性能影响较大等，这柴因素制约了该材料的发展。而新型碳纳米材料石墨烯中的电子迁移率可达到2×l05cm2/V·s，具有优异的导电性；并且热导率可达5000W/(m·K)；理论比表面积可达2630m2/g。研究表明石墨烯的存在可以改善材料的电子传导率，缩短锂离子扩散路径，同时对于材料的结构起到稳定作用。加入石墨烯作为导电添加剂后，可以极大的改善锂离子电池的循环稳定性、大电流充放电性能和安全性能。
技术实现要素：
本发明的目的在于提出一种LiNiVO4锂离子电池负极材料的制备方法，其加入适量石墨烯，提高材料的性能。
为达此目的，本发明采用以下技术方案：
一种LiNiVO4锂离子电池负极材料制备方法，包括：
(1)室温下，将V2O5缓慢加入双氧水中，得到均匀透明的淡黄色V2O5溶胶，反应0.5-2h后形成红褐色的V2O5·nH2O湿凝胶；
(2)将无水醋酸锂缓慢加入到V2O5·nH2O湿凝胶中，搅拌20-60min，反应至透明状，再缓慢加入醋酸镍，反应至透明状，其加入量使得Li:Ni:V按金属原子摩尔比为3:(0.5-2):(0.5-2)；
(3)缓慢加入柠檬酸，再加入石墨烯溶液，持续搅拌，得到石墨烯负载的LiNiVO4前驱体，其中石墨烯在前驱体中占80-98wt％；
(4)将所述石墨烯负载的LiNiVO4前驱体在反应釜中于75-90℃下反应18-36h，冷却至室温；
(5)将产物洗涤并于170-190℃下真空干燥，得到石墨烯负载LiNiVO4锂离子电池负极材料。
本发明得到的石墨烯负载LiNiVO4较适合作锂电池负极材料。
本发明以V2O5粉末、H2O2、无水LiAc和Ni(Ac)2·4H2O为原料，加入石墨烯溶液，采用溶胶-凝胶法并结合水热合成技术制备石墨烯负载锂镍钒氧锂电池负极材料。
目标产物的XRD图中2θ＝36°附近出现LiNiVO4的特征峰(311)，表明本发明在较低的温度下制得晶形的LiNiVO4。
材料的SEM照片显示合成的样品呈珊瑚状，上面布满纳米球状突起，分布均匀，球状小颗粒的尺寸约为十几纳米，这种纳米结构不仅増大了材料的比表面积，提高了材料与电解液的接触面积，也为锂离子的大量嵌入提供了更多的活性位置。
材料的首次放电和充电的比容景分別商达982mAh/g和872mAh/g，首次库伦效率95.7％。经过100次循环之后，库伦效率稳定在95％以上。从循环伏安曲线上可以看到，经过5次循环后，材料对应的循环伏安曲线基本重合，表明经过循环伏安后材料的结构基木保持不变，这表明该电极材料具有良好的循环性能。
具体实施方式
下面通过具体实施方式来进一步说明本发明的技术方案。
实施例1
一种LiNiVO4锂离子电池负极材料制备方法，包括：
(1)室温下，将V2O5缓慢加入双氧水中，得到均匀透明的淡黄色V2O5溶胶，反应0.5h后形成红褐色的V2O5·nH2O湿凝胶；
(2)将无水醋酸锂缓慢加入到V2O5·nH2O湿凝胶中，搅拌20min，反应至透明状，再缓慢加入醋酸镍，反应至透明状，其加入量使得Li:Ni:V按金属原子摩尔比为3:0.5:0.5；
(3)缓慢加入柠檬酸，再加入石墨烯溶液，持续搅拌，得到石墨烯负载的LiNiVO4前驱体，其中石墨烯在前驱体中占80wt％；
(4)将所述石墨烯负载的LiNiVO4前驱体在反应釜中于75℃下反应18h，冷却至室温；
(5)将产物洗涤并于170℃下真空干燥，得到石墨烯负载LiNiVO4锂离子电池负极材料。
实施例2
一种LiNiVO4锂离子电池负极材料制备方法，包括：
(1)室温下，将V2O5缓慢加入双氧水中，得到均匀透明的淡黄色V2O5溶胶，反应2h后形成红褐色的V2O5·nH2O湿凝胶；
(2)将无水醋酸锂缓慢加入到V2O5·nH2O湿凝胶中，搅拌60min，反应至透明状，再缓慢加入醋酸镍，反应至透明状，其加入量使得Li:Ni:V按金属原子摩尔比为3:2:2；
(3)缓慢加入柠檬酸，再加入石墨烯溶液，持续搅拌，得到石墨烯负载的LiNiVO4前驱体，其中石墨烯在前驱体中占98wt％；
(4)将所述石墨烯负载的LiNiVO4前驱体在反应釜中于90℃下反应36h，冷却至室温；
(5)将产物洗涤并于190℃下真空干燥，得到石墨烯负载LiNiVO4锂离子电池负极材料。
实施例3
一种LiNiVO4锂离子电池负极材料制备方法，包括：
(1)室温下，将V2O5缓慢加入双氧水中，得到均匀透明的淡黄色V2O5溶胶，反应1h后形成红褐色的V2O5·nH2O湿凝胶；
(2)将无水醋酸锂缓慢加入到V2O5·nH2O湿凝胶中，搅拌40min，反应至透明状，再缓慢加入醋酸镍，反应至透明状，其加入量使得Li:Ni:V按金属原子摩尔比为3:1:1；
(3)缓慢加入柠檬酸，再加入石墨烯溶液，持续搅拌，得到石墨烯负载的LiNiVO4前驱体，其中石墨烯在前驱体中占95wt％；
(4)将所述石墨烯负载的LiNiVO4前驱体在反应釜中于80℃下反应24h，冷却至室温；
(5)将产物洗涤并于180℃下真空干燥，得到石墨烯负载LiNiVO4锂离子电池负极材料。
实施例1-3制备得到的材料的首次放电和充电的比容景分別商达982mAh/g和872mAh/g，首次库伦效率95.7％。经过100次循环之后，库伦效率稳定在95％以上。