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五氧化二钒(V2O5)因其较高的理论比容量和低廉的价格在高性能锂/钠离子电池正极材料方面具有巨大的应用潜力。另一方面,五氧化二钒具有较好的稳定性和亲水性,能够吸附锂硫电池电化学反应中产生的多硫化物,抑制“穿梭效应”,提高锂硫电池的电化学性能。不过,由于自身导电性较差,V2O5的实际应用受到了严重的限制。本文探索 V2O5纳米带/碳纳米管复合材料的制备及其在上述储能器件方面的潜在应用。主要内容如下: (1)以钒酸钠(Na2V6O16)和碳纳米管(CNTs) 为原料利用水热法制备了由 V2O5纳米带和三维CNTs网络组成的复合材料。通过真空抽滤技术,该复合材料在30秒内超快自组装形成柔性自支撑复合薄膜。三维CNTs网络和V2O5纳米带的协同作用有效地改善了复合薄膜的导电性和稳定性。直接作为锂离子电池的正极,该柔性自支撑复合薄膜在200 mAg-1的电流密度下,首次放电比容量达295.8 mAhg?1,循环两百圈后容量仍维持有223.5 mAhg?1。直接作为钠离子电池的正极,该柔性自支撑复合薄膜在200 mA g-1的电流密度下,首次放电比容量为215.2 mAhg?1,循环两百圈后容量仍保持有167 mAhg?1。此外,作为Li/Na离子电池的正极,该柔性自支撑复合薄膜还具有良好的倍率性能。 (2)以上述复合材料为基底,利用真空抽滤技术沉积硫颗粒/碳纳米管混合材料,制备了含V2O5吸附层的自支撑锂硫电池正极。电化学性能测试表明,该自支撑锂硫电池正极在0.1 C的电流密度下放电比容量为1030mA hg-1,循环100圈之后仍保持在640 mAhg-1;在2 C的电流密度下,放电比容量保持在200 mAhg-1。相比于传统的涂膜正极,这种含V2O5吸附层的自支撑锂硫电池正极的电化学性能有着明显改善。