本发明属于锂硫电池，具体涉及一种镍钒双金属基氧化物锂硫电池正极材料的制备方法。
背景技术：
1、随着时代的发展，能源在经济发展和工业生产中被大量使用，能源的需求更加紧迫。由于煤炭、石油等是不可再生能源，会用之殆尽、逐渐衰竭，且煤炭石油燃烧产生的硫化物、氮化物等还会造成环境污染。因此，开发可持续清洁能源是一项长远而重要的事情。目前，商用的磷酸铁锂和三元等电池因能量密度低而无法满足以新能源汽车为代表的高储能系统的发展需求，因而开发一种环境友好、低成本、高理论比容量的储能系统成为电池行业的共识。
2、锂硫电池具有1675mah·g-1的高理论比容量，能量密度为2600wh·kg-1，体积能量密度高达2800wh·l-1，并且具有低的电压平台(<2.8v)，此外自然界中有大量的硫，硫的储量丰富，成本低廉，对环境友好，无毒，上述优点使其成为了下一代最具有希望的电池。然而，硫的导电性差、电池工作时的体积膨胀、多硫化锂(lipss)的穿梭效应以及锂枝晶问题严重阻碍了锂硫电池的应用。目前，对锂硫电池的改性主要聚焦在使用较高电子电导率的载体负载硫，从而提高硫的利用率，或者引入极性催化剂来催化多硫化物的转化反应以及实现对多硫化物的锚定。其中，金属氧化物基催化剂仍然是目前最广泛的电催化剂，如mno2、v2o3、nio、fe2o3、ru2o等单金属催化剂。然而，由于单金属氧化物形成的接触位点较少，对多硫化物的吸附和催化转化效率较低，在长循环的后期常常会导致库伦效率降低以及容量快速下降。随着研究的深入，发现相较于传统的单金属氧化物，双金属氧化物可以提供更充足的金属活性位点，进而增大与多硫化物的接触面积，引发更多的硫离子聚集，从而促进多硫离子的转化；同时，双金属具有更强的极性，通过金属-多硫化物之间的极性可以吸附反应物质，进而催化并调节化学键的断裂和形成；此外，由于不同金属的电子亲和性、电子结构等特性不同，因此它们与多硫化物的相互作用也不同，双金属氧化物中的两种金属可以共同调节多硫化物的能级结构和电子能带结构，有利于优化催化反应的活化能和反应速率。
3、综上，鉴于单金属氧化物催化性能不足的情况，亟需开发一种能够有效解决锂硫电池中反应动力学低和穿梭效应等问题的双金属氧化物催化剂。
技术实现思路
1、为了克服上述现有技术的不足，本发明提出了一种镍钒双金属基氧化物正极材料的制备方法，采用液相反应法、溶剂热反应法和煅烧退火相结合的工艺，制备出镍钒双金属基氧化物催化剂ni2v2o7，有效地解决了锂硫电池中反应动力学低和穿梭效应等问题。
2、为了实现上述目的，本发明所采用的技术方案是：
3、本发明第一方面提供了一种镍钒双金属基氧化物正极材料的制备方法，包括以下步骤：
4、s1、将ni(ch3coo)2·4h2o和nh4vo3溶于水中，经水热反应后制得ni2v2o7前驱体材料ni2v2o7前驱体再经高温氧化退火后制成ni2v2o7；
5、s2、将ni2v2o7与石墨烯混合，经球磨后制成复合材料ni2v2o7@c，再将ni2v2o7@c与升华硫(s8)溶于溶剂中，干燥后经研磨制得ni2v2o7@c/s复合材料；
6、s3、将ni2v2o7@c/s、导电炭黑和聚偏氟乙烯(pvdf)混匀后，再加入n-甲基毗咯烷酮(nmp)制成黑色浆料，然后将浆料涂敷在碳基材料上，经干燥和压片裁剪后制得镍钒双金属基氧化物正极材料。
7、研究表明，双金属氧化物受制备工艺的影响较大，不同制备工艺可通过影响双金属氧化物的结构而影响其对正极材料的催化作用。为了开发一种适用于锂硫电池的双金属氧化物催化剂，本发明采用液相反应法、溶剂热反应法和煅烧退火相结合的工艺，制备出镍钒双金属基氧化物催化剂ni2v2o7。制得的ni2v2o7具有良好的催化性能，作为锂硫电池正极催化剂，能提高锂硫电池正极材料的催化活性和吸附性能，使镍钒双金属基锂硫电池正极材料具有高的充放电性能和循环稳定性，进而有效地解决锂硫电池中反应动力学低和穿梭效应等问题。
8、优选地，s1所述ni(ch3coo)2·4h2o和nh4vo3的质量比为2-3:1-2。
9、优选地，s1所述水热反应的温度为170-200℃，时间为7-15h。
10、优选地，s1所述高温氧化退火为以4-6℃·min-1的升温速率升至650-800℃保温4-7h。
11、优选地，s2所述ni2v2o7与石墨烯的质量比为1：1-3。
12、优选地，s2所述ni2v2o7@c与升华硫的质量比为6-8：2-4。
13、优选地，s2所述球磨的球料比1:25-35，温度为室温，转速为250-400r·min-1，时间为4-6h。
14、优选地，s2所述溶剂包括(但不限于)二硫化碳。
15、优选地，s3所述ni2v2o7@c/s、导电炭黑、pvdf的质量比为8：1-2：1-2。
16、本发明第二方面提供了采用第一方面所述的制备方法制备得到的镍钒双金属基氧化物正极材料。
17、本发明第三方面提供了第二方面所述的镍钒双金属基氧化物正极材料在制备锂硫电池中的应用。
18、与现有技术相比，本发明的有益效果是：
19、本发明公开了一种镍钒双金属基氧化物锂硫电池正极材料的制备方法，先以ni(ch3coo)2·4h2o和nh4vo3为反应材料，通过液相反应法、水热反应法和高温氧化退火合成ni2v2o7，再将其与石墨烯、硫(s)分别球磨，最后经溶化制得镍钒双金属基氧化物锂硫电池正极材料，能提高锂硫电池正极材料的催化活性和吸附性能。利用本发明方法制得的ni2v2o7具有良好的催化性能，可以作为锂硫电池的正极催化剂，能提高锂硫电池正极材料的催化活性和吸附性能，使镍钒双金属基锂硫电池正极材料具有高的充放电性能和循环稳定性，进而有效地解决了锂硫电池中反应动力学低和穿梭效应等问题，使得该镍钒双金属基锂硫电池正极材料在锂硫电池领域表现出巨大的发展前景。
1.一种镍钒双金属基氧化物正极材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的一种镍钒双金属基氧化物正极材料的制备方法，其特征在于，s1所述ni(ch3coo)2·4h2o和nh4vo3的质量比为2-3:1-2。
3.根据权利要求1所述的一种镍钒双金属基氧化物正极材料的制备方法，其特征在于，s1所述水热反应的温度为170-200℃，时间为7-15h。
4.根据权利要求1所述的一种镍钒双金属基氧化物正极材料的制备方法，其特征在于，s1所述高温氧化退火为以4-6℃·min-1的升温速率升至650-800℃保温4-7h。
5.根据权利要求1所述的一种镍钒双金属基氧化物正极材料的制备方法，其特征在于，s2所述ni2v2o7与石墨烯的质量比为1：1-3。
6.根据权利要求1所述的一种镍钒双金属基氧化物正极材料的制备方法，其特征在于，s2所述ni2v2o7@c与升华硫的质量比为6-8：2-4。
7.根据权利要求1所述的一种镍钒双金属基氧化物正极材料的制备方法，其特征在于，s2所述球磨的球料比1:25-35，温度为室温，转速为250-400r·min-1，时间为4-6h。
8.根据权利要求1所述的一种镍钒双金属基氧化物正极材料的制备方法，其特征在于，s2所述溶剂包括二硫化碳。
9.采用权利要求1-8任一项所述的制备方法制备得到的镍钒双金属基氧化物正极材料。
10.权利要求9所述的镍钒双金属基氧化物正极材料在制备锂硫电池中的应用。
