[發(fā)明專利]高性能鋰離子電池用MoO2中空微球材料的制備方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201610015232.3
• 申請日: 2016-01-11
• 公開（公告）號: CN105470489B
• 公開（公告）日: 2019-04-16
• 發(fā)明（設計）人: 曾令興;黃曉霞;錢慶榮;陳慶華;黃寶銓;肖荔人
• 申請（專利權）人: 福建師范大學泉港石化研究院
• 主分類號: H01M4/48
• 分類號: H01M4/48;H01M4/1391;H01M10/0525;B82Y40/00;B82Y30/00
• 代理公司: 福州智理專利代理有限公司 35208
• 代理人: 王義星

本發(fā)明公開了一種高性能鋰離子電池用MoO₂中空微球材料的制備方法，將鉬酸鈉按摩爾數(shù)為0.8?5 mmol加入反應器，0.09?1.5 g的十六烷基三甲基溴化銨（CTAB），加入適量乙醇，用磁力攪拌器攪拌5?20分鐘后，超聲洗滌器中超聲5?20分鐘，繼續(xù)攪拌10?15分鐘后轉移至聚四氟乙烯內(nèi)襯中，裝入反應釜，放入烘箱160?210°C反應1?3天。自然冷卻后，離心洗滌樣品，得到粉末產(chǎn)物；所得粉末在Ar氣氛管式爐中400?600°C煅燒3?5小時，即得所述的MoO₂中空微球材料。該工藝操作簡單，能耗低，重現(xiàn)性好，可大量生產(chǎn)，符合環(huán)境要求。

技術領域

本發(fā)明屬于鋰離子電池材料領域，更具體涉及一種高性能MoO₂中空微球的制備方法和應用。

背景技術

傳統(tǒng)化石能源的廣泛使用，導致了嚴重的環(huán)境問題。鋰離子電池作為一種清潔能源受到研究者們的廣泛關注。隨著技術的發(fā)展，市場對鋰離子電池的性能提出更高的要求。電池的性能主要由電極材料的性能決定。因此，比容量高、穩(wěn)定性好、倍率性能好的鋰離子電池電極材料仍然是大家關注的焦點。目前工業(yè)上的鋰離子電池負極材料主要有石墨、中間相碳微球和鈦酸鋰等。但是它們 的比容量較低、倍率性能較差。現(xiàn)在，碳基負極材料、合金類材料與過渡金屬氧化物材料是研究最廣泛的幾種負極材料。過渡金屬氧化物具有很高的理論容量，但是普遍導電性差，而且充放電過程中體積容易膨脹，導致循環(huán)性能差。提高過渡金屬氧化物負極材料性能的方法主要是利用碳包覆和合成空心球或者分等級結構等，通過特殊結構抑制電極材料在充放電過程中的體積膨脹，提高了材料的比容量和循環(huán)穩(wěn)定性。

二氧化鉬具有畸變的金紅石結構，因為特殊結構熱穩(wěn)定性高，并且鉬元素處于中間價態(tài)，化學活潑性較高。二氧化鉬是一種典型的過渡金屬氧化物，理論容量高達838 mAh/g，但在充放電過程中，隨著鋰離子的脫嵌，二氧化鉬的體積會發(fā)生膨脹，這樣就會破壞二氧化鉬的晶體結構，導致循環(huán)壽命縮短。為了提高二氧化鉬的充放電比容量和循環(huán)性能，需要對二氧化鉬進行改性。本發(fā)明通過溶劑熱法進行制備中空微球結構的二氧化鉬，其性能得到很大提高。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于提供一種高性能MoO₂中空微球材料及其制備方法和應用，工藝簡單，重現(xiàn)性好，可大量生產(chǎn)，成本低廉，能耗低，符合環(huán)境要求。

為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用如下技術方案：

本發(fā)明采用乙醇熱法和低溫煅燒相結合，在較低溫度下合成出純相MoO₂中空微球材料。其具體如下：

本發(fā)明所述的一種高性能鋰離子電池用MoO₂中空微球材料的制備方法，包括如下步驟：

1）將鉬鹽加入反應器，然后加入適量乙醇，再加入十六烷基三甲基溴化銨攪拌5-20分鐘，在超聲洗滌器中超聲5-20分鐘，繼續(xù)攪拌5-20分鐘獲得溶液，所述的鉬鹽與十六烷基三甲基溴化銨的量比為0.8-5 mmol：0.09-1.5 g；

2）將步驟1）所得溶液加入聚四氟乙烯內(nèi)襯中，裝入反應釜，放入烘箱160-210 °C反應1-3天，自然冷卻后，離心洗滌樣品，得到粉末產(chǎn)物；

3）將步驟2）所得粉末在Ar氣氛管式爐中400-600 °C煅燒3-5小時，即得所述的MoO₂中空微球材料。

所述鉬鹽為鉬酸鈉、鉬酸銨。

所述乙醇體積百分濃度為95%。

本發(fā)明上述的制備方法制得的高性能鋰離子電池用MoO₂中空微球材料。