[发明专利]一种高长径比纳米棒状三氧化钼电极材料及其制备方法

说明书

本发明公开了一种高长径比纳米棒状三氧化钼电极材料及其制备方法，属于电池电极材料制备技术领域，包括以下步骤：1)将钼氨酸溶解于二丙酮醇溶液中，充分搅拌，配成溶液A；2)按溶液A：柠檬酸三乙酯溶液＝1：(0.05～0.5)的摩尔比，将柠檬酸三乙酯溶液逐滴滴加至溶液A中，并调节pH值至0.5～3.0，得到反应前驱液；3)将反应前驱液在120～220℃下，水热反应，反应结束后冷却至室温，离心、分离，取沉淀物，将沉淀物洗涤后真空干燥，制得高长径比的纳米棒状三氧化钼电极材料。该方法操作简单，可重复性高；经该方法制得的高长径比纳米棒状三氧化钼电极材料纯度高，长径比高达30，循环50圈后，容量保持率高达90％以上。

技术领域

本发明属于电池电极材料制备技术领域，具体涉及一种循环性能稳定且高长径比的纳米棒状三氧化钼电极材料及其制备方法。

背景技术

锂离子电池由于其具有比容量高、质量轻、寿命长和无记忆性等显著优势，而在航空航天、混合电动汽车以及便携式电子设备等领域得到了广泛地应用。目前商业化石墨负极能量密度低，由于易析出锂枝晶、与电解液发生作用而存在巨大安全隐患，极大限制其发展应用。

正交相三氧化钼作为一种典型过渡金属氧化物，具有层状结构和框架，其中存在着广延的通道，可用作离子的流通渠道和嵌入位置，并广泛应用于储能设备、传感器等。作为锂离子电池负极材料，具有原料丰富、成本低廉、理论容量高等优势。但循环过程中，三氧化钼体积效应明显，极易发生粉化等，导致实际容量衰减较快，容量保持率低。目前，研究者多数通过控制形貌改善其循环稳定性，如多孔结构[Wang Z,Zhou L,Wen L X.Metal oxidehollow nanostructures for lithium-ion batteries.[J].Advanced Materials,2012,24(14):1903-1911.]，带状结构[Wang Z,Madhavi S,Lou X W.Ultralongα-MoO₃nanobelts:synthesis and effect of binder choice on their lithium storageproperties[J].Journal of Physical Chemistry C,2012,116(23):12508-12513.]，纳米球状[Zhiming Cui,Weiyong Yuan,Chang Ming Li.Template-mediated growth ofmicrosphere,microbelt and nanorodα-MoO₃structures and their high pseudo-capacitances[J].Journal of Materials Chemistry A,2013,1(41):12926-12931.]，纳米棒状[Zhou J,Lin N,Wang L,et al.Synthesis of hexagonal MoO₃nanorods and astudy of their electrochemical performance as anode materials for lithium-ionbatteries[J].Journal of Materials Chemistry A,2015,3(14):7463-7468.]，核壳结构[Wang Q,Sun J,Wang Q,et al.Electrochemical performance ofα-MoO₃–In₂O₃core–shell nanorods as anode materials for lithium-ion batteries[J].Journal ofMaterials Chemistry A,2015,3(9):5083-5091.]。