[发明专利]一种钼酸钴复合碳点锂离子电池阳极材料及其制备方法

说明书

本发明公开一种钼酸钴复合碳点锂离子电池阳极材料及其制备方法，以钼酸铵和六水合氯化钴为原料烧结生成钼酸钴前驱体，再通过水热法利用碳点诱导钼酸钴取向生长形成具有凸起的纳米颗粒结构，获得钼酸钴复合碳点锂离子电池阳极材料；该方法具有制备工艺简单、周期短、能耗低、重复性好且产率高等特点，利用此方法所制备出的钼酸钴复合材料能够缓解体积膨胀，增加离子活化表面积，由于碳点的存在能够产一定的赝电容，从而提高材料的比容和能量密度。

技术领域

本发明涉及锂离子电池技术领域，尤其涉及一种钼酸钴复合碳点锂离子电池阳极材料及其制备方法。

背景技术

锂离子电池主要应用在电子电器行业，而最新推出的节能环保的锂离子电池汽车由于其续航稳定性差、容量低等缺点，促使我们去寻找容量更高的电极材料。插层反应，转化反应以及合金化反应，是锂离子电池反应的三大机理并影响材料理论容量的高低。而对于拥有转化反应的材料而言，首次嵌锂过程中伴随着Li₂O的生成，氧化物变成金属单质，有多个电子参加反应，这类材料往往具有较高的可逆比容量和能量密度。钼酸钴，由于具有高达980mAh g^-1的容量，而受到广泛的研究。[Sandhya,C.P.,John,B.,Gouri,C,Sreemoolanadhan,H.,Manwatkar,S.K.Promising anode material for lithium-ioncells based on cobalt oxide synthesized by microwave heating.Ionics,2017.1-9.][Wang,B.,Li,S.,Wu,X.,Liu,J.,Tian,W.,Chen,J.Self-assembly of ultrathinmesoporous CoMoO₄nanosheet networks on flexible carbon fabric as a binder-free anode for lithium-ion batteries.New Journal of Chemistry,2016.40(3),2259-2267.]在充放电过程中，由于锂离子的嵌入和脱出使得材料发生体积膨胀，从而导致容量的衰减以及循环寿命的降低。通过设计不同的制备工艺制备钼酸钴复合电极材料来提高电池的容量和稳定性。[Xu,J.,Gu,S.,Fan,L.,Xu,P.,Lu,B..Electrospun lotus root-like CoMoO₄@graphene nanofibers as high-performance anode for lithium ionbatteries.Electrochimica Acta,2016.196,125-130.]碳点，作为碳材料的新宠之一，其尺寸小于10nm。由于其具有无毒性，优异的导电性，光催化性以及光致发光性能而广受研究者的厚爱。[Meng,X.,Chang,Q.,Xue,C.,Yang,J.,Hu,S.Full-colour carbon dots:fromenergy-efficient synthesis to concentration-dependent photoluminescenceproperties.Chemical Communications,2017.53(21),3074.].

发明内容

本发明目的在于提出一种钼酸钴复合碳点锂离子电池阳极材料及其制备方法，该方法具有制备方法简单，过程易控，制备周期短，制备出的阳极材料钼酸钴纯度高，将其用于锂离子电池中表现出优异的导电性、循环稳定性和高的放电比容量。

增加了离子活化表面积，提高了锂离子电池的比容量以及循环稳定性。

为了实现上述目的，本发明采用以下技术方案。

一种钼酸钴复合碳点锂离子电池阳极材料制备方法，以钼酸铵和六水合氯化钴为原料，通过固相法烧结生成钼酸钴原料；再通过水热法以碳点诱导钼酸钴沿不同晶面生长出凸起，合成有小凸起的钼酸钴复合碳点纳米结构，即得钼酸钴复合碳点锂离子电池阳极材料。

进一步，包括如下步骤：