[發明專利]一種鎢青銅結構材料的制備方法及其應用

在審

• 申請號: 202010077420.5
• 申請日: 2020-01-29
• 公開（公告）號: CN111268726A
• 公開（公告）日: 2020-06-12
• 發明（設計）人: 盧鋒奇;方雪;匡小軍
• 申請（專利權）人: 桂林理工大學
• 主分類號: C01G31/00
• 分類號: C01G31/00;H01M4/485;H01M10/0525
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

本發明公開了一種鎢青銅結構材料的制備方法及其應用。按照(Mo_0.91V_0.09)₅O₁₄的化學計量比稱取四水合鉬酸銨和 V₂O₅，并稱取V₂O₅兩倍摩爾量的草酸；將稱取的V₂O₅ 和草酸溶于水中進行混合溶解，制得藍色溶液，再加入稱取的四水合鉬酸銨進行溶解，制得澄清的混合溶液，然后置于烘箱中干燥，制得粉末。將粉末置于管式爐中，在N₂ 的氣氛下以 5 ℃/min的升溫速率升溫至 650 ℃燒結6 h，即制得鎢青銅結構材料(Mo_0.91V_0.09)₅O₁₄。該材料應用于鋰離子電池負極材料。本發明具有制備方法簡單，原料豐富，無污染等優點。

技術領域

本發明屬于電化學器件技術領域，特別涉及一種鎢青銅結構材料(Mo_0.91V_0.09)₅O₁₄的制備方法及其應用。

背景技術

就近幾年鋰離子電池負極材料的發展而言，商業化的碳基材料依據面臨著產生枝晶，存在安全隱患的問題。故而開發新型的安全性能好，倍率性能高的負極材料成為大家關注的重點。而近幾年鈦基、錫基、硅基等材料的發展只局限于改性、包覆、納米化等研究，針對材料結構本身在鋰離子電池上的應用的研究少之又少。而近年來在多元氧化物負極材料的研究發展上，發現了滿足鋰離子電池高倍率要求和保障安全性能的新型鋰離子電池負極材料。

鎢青銅及類鎢青銅結構中存在大量的通道，為鋰離子的儲存提供了足夠的空間；而過渡金屬元素的存在也提供大量的氧化還原反應的轉移電子數，使得此類材料具有較高的理論容量；最后簡單的溶解液相法合成的微米級材料，在合成工藝上避免了納米化、多孔化等生產工藝的復雜化及環境污染浪費資源等問題。而目前針對鎢青銅及類鎢青銅氧化物材料作為鋰離子電池負極材料的研究并沒有大量的深入，此類材料自身具備高性能鋰離子負極材料的多數特點，有望成為下一代負極材料的重點研究備選對象。

在此，我們提出了 Mo₅O₁₄ 型四方鎢青銅結構（TTB）具有多種通道，其結構如圖1所示。沿 [001] 觀察，此結構基于一個由 Mo₆O₂₁ 構建塊組成的五邊形網絡，其中包含一個MoO₇ 五邊形雙錐體中心，由五個共享頂點的 MoO₆ 八面體包圍，這樣的五邊形網格再由四個 MoO₆ 共頂點相互連接最終形成三邊形，四邊形和五邊形的隧道。在基于此結構的氧化物材料研究調研上，發現 Mo₅O₁₄ 型四方鎢青銅結構的氧化物(Mo_0.91V_0.09)₅O₁₄氧化物作為鋰離子電池負極材料具有良好的電化學性能，因此便開展了此類結構氧化物作為鋰離子負極材料的電化學性能。此類結構氧化物是第一次作為鋰離子電池負極材料，通過傳統液相法的制備方法簡單并且環境友好。

發明內容

本發明的目的是提供一種鎢青銅結構材料(Mo_0.91V_0.09)₅O₁₄的制備方法及其應用。

為了實現上述目的，本發明提供了 (Mo_0.91V_0.09)₅O₁₄氧化物材料，該材料是具有多通道的 Mo₅O₁₄ 型四方鎢青銅結構材料。

制備鎢青銅結構材料(Mo_0.91V_0.09)₅O₁₄的具體步驟為：