[发明专利]一种混合形貌钼氧化物纳米电极材料及其制备方法

说明书

本发明公开了一种混合形貌钼氧化物纳米电极材料及其制备方法。将钼源溶解于去离子水中，搅拌10~30 min，得到均匀溶液A；量取油酸溶液，然后以一定的体积比将量取的油酸溶解于无水乙醇中，超声分散30~120 min，得到溶液B；将上述得到的溶液B缓慢加入溶液A中，继续搅拌10~30 min，然后边搅拌边用一定浓度的HCl溶液调节pH，得到溶液C；然后将C溶液倒入带有聚四氟乙烯内衬的水热釜中后密封，然后置于均相反应仪中进行溶剂热反应，分离提纯后得到目标产物。该方法操作简单且制备的产物形貌分布均匀，通过利用两种形貌之间的协同作用来提高锂离子电池储锂性能，具有成为优异电池负极材料的潜力。

技术领域

本发明属于电极材料的技术领域，具体涉及一种应用于锂离子电池电极材料的混合形貌钼氧化物及其制备方法。

背景技术

作为一种最具发展潜力的储能设备，锂离子电池具有众多优势，如高能量密度、长的循环寿命、自放电小以及不存在记忆效应。目前，电动汽车及智能电网对锂离子电池的能量密度提出了更高的要求，而当前商业化应用的石墨负极材料具有相对低的能量密度（372mAh·g^-1），不能满足下一代高性能锂离子电池的需求，因此开发高性能的锂离子电池负极材料成为当今一项十分紧迫的任务。

钼氧化物材料由于具有较高的理论容量、在自然界储量丰富且对环境友好，成为有潜力的锂离子电池负极材料研究对象。但是块状结构的钼氧化物在电极循环过程中存在较大的体积效应，极易发生粉化，活性材料从集流体脱落，导致容量快速衰减，严重制约了其实际应用。目前，很多研究人员通过控制形貌从而改善其电化学性能，如中空结构[ WangZ, Zhou L, Wen L X. Metal oxide hollow nanostructures for lithium-ionbatteries.[J]. Advanced Materials, 2012, 24(14):1903- 1911. ]，纳米棒状[Ibrahem M A, Wu F Y, Mengistie D A, et al. Direct conversion of multilayermolybdenum trioxide to nanorods as multifunctional electrodes in lithium-ionbatteries[J]. Nanoscale, 2014, 6(10):5484-90. ]，多孔纳米线束结构[ Yuan Z, SiL, Wei D, et al. Vacuum Topotactic Conversion Route to MesoporousOrthorhombic MoO₃ Nanowire Bundles with Enhanced Electrochemical Performance[J]. Journal of Physical Chemistry C, 2014, 118(10):5091-5101. ]及核壳结构[Wang Q, Sun J, Wang Q, et al. Electrochemical performance of α-MoO₃-In₂O₃core-shell nanorods as anode materials for lithium-ion batteries[J]. Journal ofMaterials Chemistry A, 2015, 3(9):5083-5091. ]等。

目前，关于合成混合形貌三氧化钼锂离子电池负极材料的方法鲜有报道。本专利采用一步溶剂热法，制备出了混合形貌的三氧化钼。该方法操作简单且制备的产物形貌分布均匀，通过利用两种形貌之间的协同作用来提高锂离子电池储锂性能。

发明内容

本发明的目的在于提出一种混合形貌钼氧化物且应用于锂离子电池负极材料的合成方法。该混合形貌钼氧化物具有较高的理论比容量，同时发挥两种形貌各自的优势，实现协同快速储锂。该方法不仅操作简单，而且所制备的产物形貌可控均匀。