本发明涉及新能源电池，具体涉及一种py14+插层vs4材料及其制备方法和应用。
背景技术：
1、随着经济和科技的不断发展，人类对能源的需求日益增加，可再生能源在未来发展中极具发展前景。目前，二次电池作为新一代储能设备而广受关注，其中，镁电池由于金属镁的还原电势低，理论体积容量高，成本低和环境友好等优势，有望替代锂电池成为下一代离子电池。但在实际应用中，由于二价镁离子的电荷密度大，在正极材料中的扩散非常缓慢，且金属镁在作为正极材料时还存在着较为严重的极化现象等问题，限制了镁离子电池的进一步发展，因此，开发出合适的镁电池正极材料从而获得具有更加优异电化学性能的镁电池仍是一项极具挑战性的工作。
2、在已有的正极材料中，vs4因其独特的“线性链”准二维结构和具有有利于镁离子脱嵌的较大链间距，使其在储能领域受到了广泛的关注。然而，vs4固有的低导电率以及mg2+缓慢的反应动力学限制了vs4在镁离子电池中的应用。因此，通过对vs4加以修饰，并应用在镁离子电池中是一项非常有意义的工作。如公开号为cn112242526a的专利中公开了一种mo掺杂vs4镁离子电池正极材料，mo作为掺杂剂掺入vs4电极材料中，有助于提高材料本身的导电率，提供更多活性位点，还可以缩短镁离子的扩散路径从而提高反应动力学，使其比容量保持在120m ah g-1。公开号为cn112490438a的专利中公开了一种mo-vs4/n-gnts正极材料，通过溶剂热法使mo掺杂vs4纳米片阵列原位生长在n-gnts骨架材料上，n-gnts的引入提高了复合材料的导电性，并使活性材料均匀的生长在n-gnts的表面，避免了活性材料的团聚，有助于活性材料与导电骨架材料的紧密结合，进而提高镁离子电池的电化学性能。
3、尽管如此，vs4作为镁离子电池正极材料的性能距离目前对再生能源电池性能需求之间仍存在较大的进步空间。
技术实现思路
1、本发明意在提供一种py14+插层vs4材料及其制备方法和应用，以解决现有技术中vs4作为正极材料时存在导电性低、固态扩散动力学缓慢的问题。
2、为达到上述目的，本发明采用如下技术方案：一种py14+插层vs4材料，材料为vs4@py14+，其中py14+为vs4的原位插层修饰。
3、本方案的有益效果为：然后通过在电池液中混入py14+，通过电化学反应使py14+原位插层vs4，得到vs4@py14+，拓宽材料的层间距，为镁离子提供快速嵌入/脱出通道，同时也降低mg2+扩散能垒，即通过py14+原位插层进一步提升vs4作为正极材料时的容量，增加导电性，解决现有vs4正极材料固态扩散动力学缓慢的问题。
4、优选的，vs4@py14+为由纳米片交叉形成的花瓣状微观形貌，尺寸为1-2μm，且vs4@py14+中心存在空隙。
5、本方案的有益效果为：vs4材料为由纳米片交叉形成的花瓣状微观形貌，尺寸为1-2μm，且中心存在空隙，从而提供了较大的比表面积，减短了mg2+扩散距离，提供更多活性位点，进而有利于提升该花瓣状vs4正极的电化学性能，花瓣状的vs4比表面积高达110.31m2g-1，优于同类型材料。
6、优选的，一种py14+插层vs4材料的制备方法，包括以下步骤：
7、s1，制备得到花瓣状的vs4材料；
8、s2，制备配制含有py14+cl的电解液，且本步骤还包括以下内容：
9、s201，配制含有py14+cl的电解液中py14+cl浓度为0.05-0.2m；
10、s202，将所得含有py14+cl的电解液搅拌10-12h；
11、s203，用含有py14+cl的电解液，以vs4材料为正极片，金属镁为负极片组装电池；
12、s204，将组装后的电池静置设定时间后，对电池进行电化学性能测试；
13、s205，将测试后的电池拆开，取出正极片并置于溶剂中进行超声处理，得到vs4@py14+材料。
14、本方案的有益效果为：采用溶剂热法和电化学原位插层法，合成了vs4@py14+纳米材料，提供了一种py14+原位插层vs4正极材料，通过拓宽层间距，为镁离子提供快速嵌入和脱出通道，同时也降低了mg2+扩散能垒，有效提升了正极材料容量，由于vs4@py14+这种较高的容量和优异的循环稳定性，因此将其用于制备镁离子电池时，能够实现高容量、高倍率及高循环稳定性等优异的电化学性能，并且整个制备工艺简单，原料丰富且成本低廉。
15、优选的，在s204中，对电池进行电化学性能测试包括循环伏安测试、恒电流充放电测试和倍率性能测试，且循环伏安测试的低电位范围为0.2-0.4v，高电位范围为1.9-2.2v，扫描的速率为0.1-10mv s-1；恒电流充放电测试电流的密度为20-100ma g-1；倍率性能测试的电流密度为0.05-2a g-1。
16、优选的，在s205中，超声处理的溶剂选用乙腈溶剂或四氢呋喃溶剂，超声处理的时间为5-30min。
17、优选的，在s203中，电池的组装在水氧环境小于0.01ppm的条件下进行。
18、优选的，制备花瓣状的vs4材料包括以下步骤：
19、s101，将nh4vo3加入到去离子水中，再将所得混有nh4vo3的去离子水溶液避光搅拌，得到溶液a；
20、s102，将硫代乙酰胺加入至乙二醇中得到硫代乙酰胺溶液，将硫代乙酰胺溶液与溶液a混合后搅拌，得到溶液b；
21、s103，对溶液b进行溶剂热反应，得到反应产物；
22、s104，对沉淀的反应产物进行干燥，得到花瓣状的vs4材料。
23、优选的，在s01中，溶液a中，nh4vo3物质的量为8-11mmol，避光搅拌的温度设定为60-80℃，搅拌的时间为30min。
24、优选的，在s102中，溶液b中，硫代乙酰胺物质的量为nh4vo3物质的量的3倍，且对溶液b搅拌的温度为60-80℃，搅拌的时间为30min。
25、优选的，一种py14+插层vs4材料的应用，将vs4@py14+材料应用于镁离子电池、锂离子电池、钠离子电池、钙离子电池或锌离子电池的制备中。
1.一种py14+插层vs4材料，其特征在于：材料为vs4@py14+，其中py14+为vs4的原位插层修饰。
2.根据权利要求1所述的一种py14+插层vs4材料，其特征在于：vs4@py14+为由纳米片交叉形成的花瓣状微观形貌，尺寸为1-2μm，且vs4@py14+中心存在空隙。
3.一种py14+插层vs4材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
4.根据权利要求3所述的一种py14+插层vs4材料的制备方法，其特征在于：在s204中，对电池进行电化学性能测试包括循环伏安测试、恒电流充放电测试和倍率性能测试，且循环伏安测试的低电位范围为0.2-0.4v，高电位范围为1.9-2.2v，扫描的速率为0.1-10mv s-1；恒电流充放电测试电流的密度为20-100ma g-1；倍率性能测试的电流密度为0.05-2ag-1。
5.根据权利要求4所述的一种py14+插层vs4材料的制备方法，其特征在于：在s205中，超声处理的溶剂选用乙腈溶剂或四氢呋喃溶剂，超声处理的时间为5-30min。
6.根据权利要求5所述的一种py14+插层vs4材料的制备方法，其特征在于：在s203中，电池的组装在水氧环境小于0.01ppm的条件下进行。
7.根据权利要求3所述的一种py14+插层vs4材料的制备方法，其特征在于：制备花瓣状的vs4材料包括以下步骤：
8.根据权利要求7所述的一种py14+插层vs4材料的制备方法，其特征在于：在s01中，溶液a中，nh4vo3物质的量为8-11mmol，避光搅拌的温度设定为60-80℃，搅拌的时间为30min。
9.根据权利要求8所述的一种py14+插层vs4材料的制备方法，其特征在于：在s102中，溶液b中，硫代乙酰胺物质的量为nh4vo3物质的量的3倍，且对溶液b搅拌的温度为60-80℃，搅拌的时间为30min。
10.一种py14+插层vs4材料的应用，其特征在于：将权利要求1或2中的vs4@py14+材料应用于镁离子电池、锂离子电池、钠离子电池、钙离子电池或锌离子电池的制备中。
