水系锌离子电池钒基正极材料及其制备方法与应用
技术领域
本发明涉及一种锌离子二次电池正极材料的制备方法及应用，特别是涉及一种水系锌离子二次电池正极材料的制备方法及应用，应用于锌离子电池技术领域。
背景技术
能源是人类社会存在和不断发展的基础，而能源的获取及存储在合理利用自然资源、发展低碳经济及促进人类社会可持续发展等方面有着至关重要的作用。在过去的几十年里，随着石油、煤炭等化石能源的不断消耗，太阳能、潮汐能、风能等新型的清洁能源技术逐渐得到了社会的广泛关注。尽管清洁能源具有无污染、环境友好等优点，但其也受到周期性和波动性的限制，难以实现稳定的能源供应。通过储能系统将这些能量储存起来，是一种行之有效的解决手段。
锂离子电池一直是近年来的研究热点，在便携式电子领域取得了巨大的成功，但锂资源有限、成本高及有机电解质的安全问题，使锂离子电池的发展受到了很大的限制。然而相比锂离子电池，水系锌离子电池具有820mA h g-1的理论容量，较低的氧化还原电位及低成本的特点。另外，水系锌离子电池将电解质由有机物换为水溶液，使安全性更高，同时水系电解质比有机电解质的离子电导率高了几个数量级，使其有较高的倍率性能。目前研究最多的水系锌离子电池正极材料有锰氧化物、普鲁士蓝类似物和钒氧化物等，其中前两种正极材料有较差的倍率性能、较低的循环稳定性或者有限的容量。钒氧化物因为具有较大的层间距，作为正极材料时能使Zn2+快速自由的嵌入和脱出五氧化二钒层状结构，显示出了较好、稳定的电化学性能，引起了越来越多的研究学者关注。
近期已有通过金属阳离子嵌入五氧化二钒层间，来改善钒氧化物结构稳定性和循环性能的方法，例如Nazar等人【Nature Energy.2016,16119，DOI:10.1038/NENERGY.2016.119】研究了Zn0.25V2O5·nH2O作为锌离子电池的正极材料，具有优异的性能，在15C电流密度下的容量有220mA h g-1，循环1000圈后容量保持率达到80％，体积能量密度有450Wh L-1；Mai等人【Nano Lett.2018,18,1758-1763】研究了Na2V6O16·1.63H2O作为锌离子电池的正极材料，在1A g-1电流密度下的容量有213mAh g-1，循环500圈后容量保持率为76％；Qian等人【Nano Lett.2020,https://dx.doi.org/10.1021/acs.nanolett.0c00732】研究了Ba1.2V6O16·3H2O作为水系锌离子电池的正极材料，在0.5A g-1电流密度下的容量有190.8mAh g-1，循环200圈后容量保持率为75.9％。但是现有可用于水系锌离子电池的钒基材料还不能完全满足需求，开发新的正极材料仍然是提高水系锌离子电池性能的关键，对锌离子电池未来的实际应用具有深远的影响，这成为亟待解决的技术问题。
发明内容
为了解决现有技术问题，本发明的目的在于克服已有技术存在的不足，提供一种水系锌离子电池钒基正极材料、其方法及其应用，本发明制备方法简单，成本低廉，所得正极材料的微观形貌为纳米带；所得正极材料应用于水系锌离子电池具有较高的放电比容量和较好的循环稳定性。
为达到上述发明创造目的，本发明采用如下技术方案：
一种水系锌离子电池钒基正极材料，具有以下化学组成：MxV2O5·nH2O，所述M为Mg或Sn；0＜x≤2；0＜n≤2。
一种本发明水系锌离子电池钒基正极材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
a.将0.1～1g钒氧化物放入烧杯，加入20～40mL去离子水，在30～50℃下进行水浴搅拌20～40min，形成橙黄色溶液，称为溶液A；
b.将1～8ml酸性溶液滴入水浴搅拌的在步骤a中制备的溶液A中，继续以在所述步骤(1)的水浴条件下进行搅拌40～80min，形成深褐色均匀溶液，称为溶液B；
c.将0.1～1g的M盐放入烧杯，加入8～12ml去离子水，搅拌至M盐完全溶解形成无色透明溶液，称为溶液C，所述M为Mg或Sn；
d.将在步骤c中制备的溶液C滴入水浴搅拌中的在步骤b中制备的溶液B，继续搅拌30～60min，然后进行超声振动1～3h，使溶液C和溶液B混合后进行充分反应，形成均匀无气泡的溶液，称为溶液D；
e.将在步骤d中制备的溶液D倒入反应釜并放置在烘箱中，在160～220℃加热36～72h进行反应，然后在室温下静置12～48h，用乙醇和去离子水交替洗涤反应产物3～4次；然后在真空干燥箱中设定40℃加热10～15h，再将温度升高至80℃，加热10～15h后，得到墨绿色粉末状产物，从而得到锌离子电池钒基正极材料。
作为本发明优选的技术方案，在所述步骤a中，所述钒氧化物为三氧化二钒、五氧化二钒和二氧化钒中的任意一种。
作为本发明优选的技术方案，在所述步骤b中，所述酸性溶液为盐酸、双氧水和冰醋酸中的任意一种。
作为本发明优选的技术方案，在所述步骤c中，所述镁盐为乙酸镁、氯化镁和硝酸镁中的任意一种；所述锡盐为四氯化锡、草酸亚锡、氯化亚锡中的任意一种。
一种本发明水系锌离子电池钒基正极材料的应用，所述水系锌离子电池钒基正极材料作为正极材料，制备水系锌离子电池。
作为本发明优选的技术方案，采用所述水系锌离子电池钒基正极材料、乙炔黑和聚四氟乙烯作为原料组分，按照水系锌离子电池钒基正极材料、乙炔黑和聚四氟乙烯的质量比为(7～8)：(1～2)：1的比例，将各原料组分混合并在研钵研磨1～3h后压制成膜，在真空条件下，并在70～100℃下干燥10～14h，得到水系锌离子电池的正极片。
作为本发明优选的技术方案，所述水系锌离子电池正极片的活性物质的负载量为5～7mg/cm2。
本发明与现有技术相比较，具有如下突出实质性特点和显著优点：
1.本发明水系锌离子电池钒基正极材料具有M(M＝Mg、Sn)阳离子掺杂并带有结晶水的钒基材料(MxV2O5·nH2O)是纳米带状结构，M阳离子和结晶水嵌入层间，扩大了晶体结构的层间距，更有利于Zn2+的脱嵌，同时起到“支柱”的作用，增加结构稳定性，使材料具有更好的循环稳定性和更高的比容量；
2.本发明方法工艺简单，容易实现，具有十分明显的经济效益。
附图说明
图1为本发明实施例1方法制备的锌离子电池正极材料MgxV2O5·nH2O的X射线衍射(XRD)图谱。
图2为本发明实施例1方法制备的锌离子电池正极材料MgxV2O5·nH2O的扫描电子显微镜(SEM)图。
图3为本发明实施例1方法制备的锌离子电池正极材料MgxV2O5·nH2O在1A g-1电流密度下的长循环性能图。
图4为本发明实施例1方法制备的锌离子电池正极材料MgxV2O5·nH2O的倍率性能图。
图5为本发明实施例1方法制备的锌离子电池正极材料MgxV2O5·nH2O在5A g-1电流密度下的长循环性能图。
图6为本发明实施例4方法制备的锌离子电池正极材料MgxV2O5·nH2O的X射线衍射(XRD)图谱。
图7为本发明实施例4方法制备的锌离子电池正极材料MgxV2O5·nH2O在1A g-1电流密度下的长循环性能图。
图8为对比例1所制备的锌离子电池正极材料V2O5·nH2O在1A g-1电流密度下的长循环性能图。
图9为对比例2所制备的锌离子电池正极材料MgxV2O5在1A g-1电流密度下的长循环性能图。
具体实施方式
以下结合具体的实施例子对上述方案做进一步说明，本发明的优选实施例详述如下：
实施例1：
在本实施例中，一种水系锌离子电池钒基正极材料的制备方法，包括以下步骤：
a.将3mmol钒氧化物V2O5放入烧杯，加入24mL去离子水，在40℃下进行水浴搅拌30min，形成橙黄色溶液，称为溶液A；
b.将6ml质量百分比浓度为30wt.％的双氧水滴入水浴搅拌的在步骤a中制备的溶液A中，继续以在所述步骤(1)的水浴条件下进行搅拌60min，形成深褐色均匀溶液，称为溶液B；
c.将1mmol的乙酸镁放入烧杯，加入10ml去离子水，搅拌至乙酸镁完全溶解形成无色透明溶液，称为溶液C；
d.将在步骤c中制备的溶液C滴入水浴搅拌中的在步骤b中制备的溶液B，继续搅拌40min，然后进行超声振动2h，使溶液C和溶液B混合后进行充分反应，形成均匀无气泡的橙色透明溶液，称为溶液D；
e.将在步骤d中制备的溶液D倒入有聚四氟乙烯内衬的反应釜中，并将反应釜置于烘箱中，在200℃加热48h进行反应，然后在室温下静置24h，经离心分离水热反应后的沉淀物，用乙醇和去离子水交替洗涤水热反应产物4次；将得到的固体在真空烘箱在40℃加热12h，将温度升高至80℃，继续加热12h后得到锌离子电池钒基正极材料。
实验测试分析：
将本实施例方法制备得到正极材料的XRD图谱见图1，经XRD分析，制备得到的正极材料为MgxV2O5·nH2O。扫描电镜图见图2所示，材料表现为均匀的纳米带状结构。
取本实施例方法制备正极材料、乙炔黑和聚四氟乙烯按照7:2:1的比例在研钵研磨1.5h后压制成膜，真空条件下于80℃干燥12h，得到水系锌离子电池的正极片，正极片的活性物质负载量为6mg/cm2。在空气中，以金属锌作为负极，电解液为3M三氟甲烷磺酸锌，隔膜为玻璃纤维，不锈钢网作为集流体，组装扣式电池进行电化学性能测试。测试时充放电电流密度的范围为0.1～10A g-1，充放电截止电压为0.1V～1.8V(vs.Zn2+/Zn)。
本实例方法制备得到的锌离子电池在电流密度为1A g-1时的长循环性能如图3所示，初始放电比容量为255.9mA h g-1，在循环100圈后容量保持率达到97％。倍率性能见图4，如图4所示，制备的材料在不同的电流密度下都有稳定的比容量贡献。甚至在5A g-1的高电流密度下仍有151.3mA h g-1的高比容量，且循环2000圈后仍有93％容量保持率，具体见图5所示。
本实施例制备方法简单便捷，对实验条件要求较低。合成材料的微观形貌为纳米带状，具有更大的层间距，使层状结构更稳定，更有利于锌离子的脱嵌，装配得到的锌离子电池表现出优异的循环稳定性和倍率性能。
实施例2：
本实施例与实施例1基本相同，特别之处在于：
在本实施例中，一种水系锌离子电池钒基正极材料的制备方法，包括以下步骤：
a.本步骤与实施例1步骤相同；
b.本步骤与实施例1步骤相同；
c.将1mmol的氯化镁放入烧杯，加入10ml去离子水，搅拌至氯化镁完全溶解形成无色透明溶液，称为溶液C；
d.本步骤与实施例1步骤相同；
e.本步骤与实施例1步骤相同。
实验测试分析：
将本实施例方法得到的锌离子电池正极材料进行电池组装和电化学性能测试。本实施例方法制备得到的锌离子电池在电流密度为1A g-1时的初始放电比容量为250.3mA hg-1，在循环100圈后容量保持率为93％。在5A g-1的高电流密度下仍有158.5mA h g-1的高比容量，且循环2000圈后仍有95％容量保持率。
实施例3：
本实施例与前述实施例基本相同，特别之处在于：
在本实施例中，一种水系锌离子电池钒基正极材料的制备方法，包括以下步骤：
a.本步骤与实施例1步骤相同；
b.本步骤与实施例1步骤相同；
c.将1mmol的硝酸镁放入烧杯，加入10ml去离子水，搅拌至硝酸镁完全溶解形成无色透明溶液，称为溶液C；
d.本步骤与实施例1步骤相同；
e.本步骤与实施例1步骤相同。
实验测试分析：
将本实施例方法得到的锌离子电池正极材料进行电池组装和电化学性能测试。本实施例方法制备得到的锌离子电池在电流密度为1A g-1时的初始放电比容量为251.2mA hg-1，在循环100圈后容量保持率为90％。在5A g-1的高电流密度下仍有149.8mA h g-1的高比容量，且循环2000圈后有92％容量保持率。
从以上实施例一～实施例三中可见，镁盐的种类对本发明所得正极材料MgxV2O5·nH2O的容量影响不是很大，主要是金属阳离子Mg2+嵌入层间，起到一个“支柱”的作用，扩大材料的层间距，使充放电过程中的晶体结构更加稳定。
实施例4：
本实施例与前述实施例基本相同，特别之处在于：
在本实施例中，一种水系锌离子电池钒基正极材料的制备方法，包括以下步骤：
a.将3mmol钒氧化物V2O5放入烧杯，加入29mL去离子水，在40℃下进行水浴搅拌30min，形成橙黄色溶液，称为溶液A；
b.将1ml质量百分比浓度为36wt.％的浓盐酸滴入水浴搅拌的在步骤a中制备的溶液A中，继续以在所述步骤(1)的水浴条件下进行搅拌60min，形成深褐色均匀溶液，称为溶液B；
c.将1mmol的乙酸镁放入烧杯，加入10ml去离子水，搅拌至乙酸镁完全溶解形成无色透明溶液，称为溶液C；
d.将在步骤c中制备的溶液C滴入水浴搅拌中的在步骤b中制备的溶液B，继续搅拌40min，然后进行超声振动2h，使溶液C和溶液B混合后进行充分反应，形成均匀无气泡的橙色透明溶液，称为溶液D；
e.将在步骤d中制备的溶液D倒入有聚四氟乙烯内衬的反应釜中，并将反应釜置于烘箱中，在200℃加热48h进行反应，然后在室温下静置24h，经离心分离水热反应后的沉淀物，用乙醇和去离子水交替洗涤水热反应产物4次；将得到的固体在真空烘箱在40℃加热12h，将温度升高至80℃，继续加热12h后得到锌离子电池钒基正极材料。
实验测试分析：
本实施例方法制备得到正极材料的XRD图谱见图6，经XRD分析，制备得到的正极材料为MgxV2O5·nH2O。
取本实施例方法制备正极材料、乙炔黑和聚四氟乙烯按照7:2:1的比例在研钵研磨1.5h后压制成膜，真空条件下于80℃干燥12h，得到水系锌离子电池的正极片，正极片的活性物质负载量为6mg/cm2。在空气中，以金属锌作为负极，电解液为3M三氟甲烷磺酸锌，隔膜为玻璃纤维，不锈钢网作为集流体，组装扣式电池进行电化学性能测试。测试时充放电电流密度的范围为0.1～10A g-1，充放电截止电压为0.1V～1.8V(vs.Zn2+/Zn)。
本实施例方法制备得到的锌离子电池在电流密度为1A g-1时的长循环性能如图7所示，初始放电比容量为241.7mA h g-1，在循环100圈后容量保持率为47％。在5A g-1的高电流密度下具有初始放电比容量160.3mA h g-1的高比容量，但循环2000圈后仅有32％容量保持率，与实施例1相比，具有较差的循环稳定性。
实施例5：
本实施例与前述实施例基本相同，特别之处在于：
在本实施例中，一种水系锌离子电池钒基正极材料的制备方法，包括以下步骤：
a.将3mmol钒氧化物V2O5放入烧杯，加入29mL去离子水，在40℃下进行水浴搅拌30min，形成橙黄色溶液，称为溶液A；
b.将1ml质量百分比浓度为99.5wt.％的冰醋酸滴入水浴搅拌的在步骤a中制备的溶液A中，继续以在所述步骤(1)的水浴条件下进行搅拌60min，形成深褐色均匀溶液，称为溶液B；
c.将1mmol的乙酸镁放入烧杯，加入10ml去离子水，搅拌至乙酸镁完全溶解形成无色透明溶液，称为溶液C；
d.将在步骤c中制备的溶液C滴入水浴搅拌中的在步骤b中制备的溶液B，继续搅拌40min，然后进行超声振动2h，使溶液C和溶液B混合后进行充分反应，形成均匀无气泡的橙色透明溶液，称为溶液D；
e.将在步骤d中制备的溶液D倒入有聚四氟乙烯内衬的反应釜中，并将反应釜置于烘箱中，在200℃加热48h进行反应，然后在室温下静置24h，经离心分离水热反应后的沉淀物，用乙醇和去离子水交替洗涤水热反应产物4次；将得到的固体在真空烘箱在40℃加热12h，将温度升高至80℃，继续加热12h后得到锌离子电池钒基正极材料。
实验测试分析：
取本实施例方法制备正极材料、乙炔黑和聚四氟乙烯按照7:2:1的比例在研钵研磨1.5h后压制成膜，真空条件下于80℃干燥12h，得到水系锌离子电池的正极片，正极片的活性物质负载量为6mg/cm2。在空气中，以金属锌作为负极，电解液为3M三氟甲烷磺酸锌，隔膜为玻璃纤维，不锈钢网作为集流体，组装扣式电池进行电化学性能测试。测试时充放电电流密度的范围为0.1～10A g-1，充放电截止电压为0.1V～1.8V(vs.Zn2+/Zn)。
将本实施例得到的锌离子电池正极材料进行电池组装和电化学性能测试。本实施例方法制备得到的锌离子电池在电流密度为1A g-1时的初始放电比容量为239.8mA h g-1，在循环100圈后容量保持率为54％。在5A g-1的高电流密度下具有初始放电比容量143.9mAh g-1的高比容量，但循环2000圈后仅有29％容量保持率，与实例1相比，具有较差的循环稳定性。
实施例6：
本实施例与前述实施例基本相同，特别之处在于：
在本实施例中，一种水系锌离子电池钒基正极材料的制备方法，包括以下步骤：
a.将3mmol钒氧化物V2O5放入烧杯，加入24mL去离子水，在40℃下进行水浴搅拌30min，形成橙黄色溶液，称为溶液A；
b.将1ml质量百分比浓度为30％wt.％的双氧水滴入水浴搅拌的在步骤a中制备的溶液A中，继续以在所述步骤(1)的水浴条件下进行搅拌60min，形成深褐色均匀溶液，称为溶液B；
c.将1mmol的四氯化锡放入烧杯，加入10ml去离子水，搅拌至四氯化锡完全溶解形成无色透明溶液，称为溶液C；
d.将在步骤c中制备的溶液C滴入水浴搅拌中的在步骤b中制备的溶液B，继续搅拌40min，然后进行超声振动2h，使溶液C和溶液B混合后进行充分反应，形成均匀无气泡的橙色透明溶液，称为溶液D；
e.将在步骤d中制备的溶液D倒入有聚四氟乙烯内衬的反应釜中，并将反应釜置于烘箱中，在200℃加热48h进行反应，然后在室温下静置24h，经离心分离水热反应后的沉淀物，用乙醇和去离子水交替洗涤水热反应产物4次；将得到的固体在真空烘箱在40℃加热12h，将温度升高至80℃，继续加热12h后得到锌离子电池钒基正极材料。
实验测试分析：
取本实施例方法制备正极材料、乙炔黑和聚四氟乙烯按照7:2:1的比例在研钵研磨1.5h后压制成膜，真空条件下于80℃干燥12h，得到水系锌离子电池的正极片，正极片的活性物质负载量为6mg/cm2。在空气中，以金属锌作为负极，电解液为3M三氟甲烷磺酸锌，隔膜为玻璃纤维，不锈钢网作为集流体，组装扣式电池进行电化学性能测试。测试时充放电电流密度的范围为0.1～10A g-1，充放电截止电压为0.1V～1.8V(vs.Zn2+/Zn)。
将本实施例得到的锌离子电池正极材料进行电池组装和电化学性能测试。得到的锌离子电池在电流密度为1A g-1时的初始放电比容量为253.8mA h g-1，在循环100圈后容量保持率为95％。在5A g-1的高电流密度下具有初始放电比容量145.9mA h g-1的高比容量，但循环2000圈后仅有91％容量保持率，与实例1相比，具有相似的电化学性能。
对比例1：
一种锌离子电池正极材料的制备方法，包括以下步骤：
a.将3mmol钒氧化物V2O5放入烧杯，加入24mL去离子水，在40℃下进行水浴搅拌30min，形成橙黄色溶液，称为溶液A；
b.将6ml质量百分比浓度为30％wt.％的双氧水滴入水浴搅拌的在步骤a中制备的溶液A中，继续以在所述步骤(1)的水浴条件下进行搅拌60min，形成深褐色均匀溶液，称为溶液B；
c.向在步骤b中制备的溶液B中加入10ml去离子水，继续水浴搅拌40min后，使用超声振动2h使其充分反应，形成均匀溶液，称为溶液E；
d.将在步骤c中制备的溶液E倒入有聚四氟乙烯内衬的反应釜中，并将反应釜置于烘箱中，在200℃加热48h进行反应，然后在室温下静置24h，经离心分离水热反应后的沉淀物，用乙醇和去离子水交替洗涤水热反应产物4次；将得到的固体在真空烘箱在40℃加热12h，将温度升高至80℃，继续加热12h后得到锌离子电池正极材料。
实验测试分析：
取本对比例方法制备正极材料、乙炔黑和聚四氟乙烯按照7:2:1的比例在研钵研磨1.5h后压制成膜，真空条件下于80℃干燥12h，得到水系锌离子电池的正极片，正极片的活性物质负载量为6mg/cm2。在空气中，以金属锌作为负极，电解液为3M三氟甲烷磺酸锌，隔膜为玻璃纤维，不锈钢网作为集流体，组装扣式电池进行电化学性能测试。测试时充放电电流密度的范围为0.1～10A g-1，充放电截止电压为0.1V～1.8V(vs.Zn2+/Zn)。
将本对比例得到的锌离子电池正极材料进行电池组装和电化学性能测试。对比例1制备得到的锌离子电池在电流密度为1A g-1时的长循环性能如图8所示，初始放电比容量为211.4mA h g-1，在循环100圈后容量保持率仅为54％。在5A g-1的电流密度下初始放电比容量为119mA h g-1，循环2000圈后仅有26％容量保持率。
对比例2：
一种锌离子电池正极材料的制备方法，包括以下步骤：
a.将3mmol钒氧化物V2O5放入烧杯，加入24mL去离子水，在40℃下进行水浴搅拌30min，形成橙黄色溶液，称为溶液A；
b.将6ml质量百分比浓度为30wt.％的双氧水滴入水浴搅拌的在步骤a中制备的溶液A中，继续以在所述步骤(1)的水浴条件下进行搅拌60min，形成深褐色均匀溶液，称为溶液B；
c.将1mmol的乙酸镁放入烧杯，加入10ml去离子水，搅拌至乙酸镁完全溶解形成无色透明溶液，称为溶液C；
d.将在步骤c中制备的溶液C滴入水浴搅拌中的在步骤b中制备的溶液B，继续搅拌40min，然后进行超声振动2h，使溶液C和溶液B混合后进行充分反应，形成均匀无气泡的橙色透明溶液，称为溶液D；
e.将在步骤d中制备的溶液D倒入容器中，置于充氩气气氛的管式炉中，在400℃加热6h，使材料失去结晶水，得到锌离子电池正极材料MgxV2O5。
实验测试分析：
取本对比例方法制备正极材料、乙炔黑和聚四氟乙烯按照7:2:1的比例在研钵研磨1.5h后压制成膜，真空条件下于80℃干燥12h，得到水系锌离子电池的正极片，正极片的活性物质负载量为6mg/cm2。在空气中，以金属锌作为负极，电解液为3M三氟甲烷磺酸锌，隔膜为玻璃纤维，不锈钢网作为集流体，组装扣式电池进行电化学性能测试。测试时充放电电流密度的范围为0.1～10A g-1，充放电截止电压为0.1V～1.8V(vs.Zn2+/Zn)。
将本对比例得到的锌离子电池正极材料进行电池组装和电化学性能测试。对比例1制备得到的锌离子电池在电流密度为1A g-1时的长循环性能如图9所示，初始放电比容量为250.4mA h g-1，在循环100圈后容量保持率仅为73％。在5A g-1的电流密度下初始放电比容量为127.8mA h g-1，循环2000圈后仅有39％容量保持率。
对比例1和例2所得正极材料的循环稳定性和比容量与实例1和实例6相比都具有很大的差距，进一步说明了M阳离子(M＝Mg、Sn)和结晶水对材料电化学性能的重要性。
综上所述，本发明上述实施例方法制备了水系锌离子电池钒基正极材料，获得的正极材料装配成纽扣电池后进行电化学性能测试，测试时电流密度范围为0.1～10A g-1，电压范围为0.1～1.8V。该制备方法简单便捷，对实验条件要求较低。合成材料的微观形貌为纳米带状，具有更大的层间距，使层状结构更稳定，更有利于锌离子的脱嵌，装配得到的锌离子电池表现出优异的循环稳定性和倍率性能。
上面对本发明实施例结合附图进行了说明，但本发明不限于上述实施例，还可以根据本发明的发明创造的目的做出多种变化，凡依据本发明技术方案的精神实质和原理下做的改变、修饰、替代、组合或简化，均应为等效的置换方式，只要符合本发明的发明目的，只要不背离本发明水系锌离子电池钒基正极材料、其方法及其应用的技术原理和发明构思，都属于本发明的保护范围。
