[发明专利]一种碳包覆钼酸镍电极材料及其制备方法

说明书

本发明公开了一种碳包覆钼酸镍电极材料及其制备方法。该制备方法的具体步骤为：（1）将硝酸镍和钼酸铵、沉淀剂溶解于去离子水中，搅拌，形成混合均匀溶液；（2）将步骤（1）得到的混合均匀溶液置于水热反应釜中密封，在140℃‑190℃反应2‑48小时，自然冷却至室温。经洗涤、离心分离、真空干燥，得到钼酸镍前驱物；（3）将步骤（2）得到的前驱物加入油酸，混合均匀，静置12‑48小时，经乙醇洗涤、离心分离、真空干燥，得到油酸包覆的钼酸镍前驱物。（4）将步骤（3）得到的前驱物在氩气氛围中450‑600℃煅烧2‑8小时，冷却至室温即得碳包覆钼酸镍。本发明制备方法简单、易于操作、重复性好，该方法制备得到的钼酸镍成本低廉、操作简单，电化学性能优越。

技术领域

本发明涉及纳米材料及其应用领域，尤其涉及一种碳包覆钼酸镍电极材料及其制备方法。

背景技术

锂离子电池已经作为一种重要的能量源被人们大范围的使用，无论是在电子通讯领域，还是在交通运输领域等，它都担当着极为重要的角色，有着广泛的应用前景。锂离子电池工作电压高、比能量高、容量大、自放电小、循环性好、使用寿命长、重量轻、体积小，是现代高性能电池的代表，是移动电话、笔记本电脑等便携式电子设备的理想电源，并有望成为未来电动汽车、无绳电动工具等的主要动力来源之一。

钼酸镍作为双金属氧化物其禁带宽度比单金属氧化物更小，电子电导率更大，具有更高的理论容量。但是金属氧化物参与电极反应时会经历较大的体积变化，材料内部会产生较大的应力，导致电极材料因粉化而失活、脱落，比容量衰减快。而包覆碳层不仅可以提高电子的导电性，而且可以作为一种保护层来阻止活性物质在锂化过程中的结构坍塌，缓冲了体积膨胀所带来的材料粉化和脱落，对其电化学性能有明显的改善，在锂离子电池的应用上有很大的意义。

发明内容

本发明的目的在于提供一种碳包覆钼酸镍电极材料及其制备方法，制备方法简单、易于操作、重复性好，该方法制备得到的碳包覆钼酸镍成本低廉、操作简单。

本发明采用以下技术方案：

一种碳包覆钼酸镍电极材料及其制备方法，其特征在于采用以下步骤：

（1）将硝酸镍和钼酸铵、沉淀剂溶解于40ml去离子水中，搅拌，形成混合均匀溶液；其中硝酸镍的含量为2-10mmol，钼酸铵的含量为0.5-5mmol，沉淀剂的含量为1-10mmol，沉淀剂选自尿素、苯并咪唑；

（2）将步骤（1）得到的混合均匀溶液置于反应釜中密封，在140℃-190℃反应2-48小时，自然冷却至室温。经洗涤、离心分离、真空干燥，得到钼酸镍前驱物；

（3）将步骤（2）得到的前驱物加入油酸，混合均匀，静置12-48小时。经乙醇洗涤、离心分离、真空干燥，得到油酸包覆的钼酸镍前驱物；

（4）将步骤（3）得到的前驱体在氩气氛围中煅烧，450-600℃煅烧1-10h，冷却至室温即得碳包覆的钼酸镍。

优选地，步骤（1）中所述的硝酸镍、钼酸铵、沉淀剂的摩尔比为6：1：5。

优选地，步骤（2）中所述的混合均匀溶液置于水热反应釜中密封，在160℃反应12h小时。

优选地，步骤（3）中所述的煅烧温度为500℃，煅烧时间为4h。

有益效果

（1）本发明提供了一种碳包覆钼酸镍电极材料及其制备的方法，制备方法简单、易于操作，重复性好，通过调节硝酸镍、钼酸铵和沉淀剂的种类和配比，以及水热反应温度和时间，使钼酸镍均匀、纯度高，有利于电解液的渗透和扩散，便于锂离子的传输；

（2）本发明得到的碳包覆钼酸镍应用于锂离子电池负极材料，充放电容量高、循环寿命好、高倍率放电性能好，在200mA/g电流密度下，经过100周循环后充放电比容量依旧稳定在950mAh/g左右，其循环稳定性很高。