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    重庆时时彩微信群吧: 一种锂离子电池负极用核壳结构的钼氧化物材料及其制备方法.pdf

    关 键 词:
    一种 锂离子电池 负极 用核壳 结构 氧化物 材料 及其 制备 方法
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    摘要
    申请专利号:

    CN201610728692.0

    申请日:

    2016.08.25

    公开号:

    CN106348345A

    公开日:

    2017.01.25

    当前法律状态:

    授权

    有效性:

    有权

    法律详情: 授权|||实质审查的生效IPC(主分类):C01G 39/02申请日:20160825|||公开
    IPC分类号: C01G39/02; H01M4/36; H01M4/48(2010.01)I; H01M10/0525(2010.01)I 主分类号: C01G39/02
    申请人: 合肥国轩高科动力能源有限公司
    发明人: 陈龙; 李道聪
    地址: 230011 安徽省合肥市新站区岱河路599号
    优先权:
    专利代理机构: 合肥天明专利事务所 34115 代理人: 金凯
    PDF完整版下载: PDF下载
    法律状态
    申请(专利)号:

    CN201610728692.0

    授权公告号:

    ||||||

    法律状态公告日:

    2018.03.20|||2017.03.01|||2017.01.25

    法律状态类型:

    授权|||实质审查的生效|||公开

    摘要

    本发明公开一种锂离子电池负极用核壳结构的钼氧化物材料及其制备方法,该钼氧化物材料由MoO3核和包覆在核表面的MoO2壳组成。本发明采用气相热处理还原法,将所需要包覆的MoO3核混合还原诱导剂后,在通气氛后进行热处理,MoO3核表层的MoO3会被还原成均匀的MoO2层。本发明提供的核壳结构制备方法简单,对核结构的形貌要求低,壳结构厚度可控,完整,均一,可应用于锂离子电池负极材料,可降低电子传导极化和提升电池能量密度。

    权利要求书

    1.一种锂离子电池负极用核壳结构的钼氧化物材料,其特征在于,该钼氧化物材料由
    MoO3核和包覆在核表面的MoO2壳组成,所述MoO2壳层的厚度为1-500nm。
    2.一种锂离子电池负极用核壳结构的钼氧化物材料制备方法,其特征在于,包括以下
    步骤:
    (1)将MoO3与还原诱导剂混合,搅拌,60℃烘干得粉体;
    (2)将粉体在还原性气氛中进行热处理,热处理温度为400-800℃,时间为0.5-3h,得到
    MoO2壳层厚度为1-500nm的核壳结构的钼氧化物材料。
    3.根据权利要求2所述的锂离子电池负极用核壳结构的钼氧化物材料制备方法,其特
    征在于,所述还原诱导剂为石墨,聚乙二醇,柠檬酸,甘氨酸,维生素C的一种或多种,加入量
    为MoO3核质量的0.1-3wt%。
    4.根据权利要求2所述的锂离子电池负极用核壳结构的钼氧化物材料制备方法,其特
    征在于,所述还原性气氛为N2,H2,Ar,CH4的至少一种。
    5.根据权利要求2所述的锂离子电池负极用核壳结构的钼氧化物材料制备方法,其特
    征在于,所述MoO3的粒径为0.05-20μm。

    说明书

    一种锂离子电池负极用核壳结构的钼氧化物材料及其制备方法


    技术领域

    本发明属于锂离子电池技术领域,具体涉及一种锂离子电池负极用核壳结构的钼
    氧化物材料及其制备方法。

    背景技术

    锂离子电池具有能量密度高,电压平台高,循环寿命长,环境友好等特点而广泛应
    用于消费类电子和动力电池领域。目前商业化的锂离子电池体系主要是石墨类碳负极材
    料,但其理论比容量仅为372mAh/g,开发新型负极材料已成当务之急。

    金属钼的两种氧化物MoO3和MoO2都可以作为锂离子电池的负极材料。MoO3 有较高
    的理论比容量(1117mAh/g),但在实际的使用过程中会由于电子电导率差,会导致实际比容
    量低且循环稳定性差。通常做法都是将MoO3与碳材料复合来改善材料的电子导电性(孙永
    明. 钼基氧化物锂离子电池负极材料研究进展. 科学通报 58(2013)3254-3273)。MoO2具
    有畸变的金红石结构,具有高导电性,高熔点,高密度(6.5g/cm3)和高化学稳定性。此外,
    MoO2理论比容量可达到838mAh/g。因此将两种钼氧化物复合,可达到协同作用。例如钼源在
    分解过程中,钼会不完全氧化,生成MoO3/MoO2复合相(Y.S. Jung et al. Electrochemical
    reactivity of ball-milled MoO3?y as anode materials for lithium-ion
    batteries. Journal of Power Sources 188(2009)286–291)。文献中MoO3?y与MoO3首次放
    电容量都超过1100mAh/g(0-3Vvs.Li/Li+),但是MoO3?y复合材料的循环性能更加优异,35
    周循环后容量保持率在64.4%,而对比样循环10周后只有27.6%。在公开号为CN105140478A
    申请了MoO3-H0.4MoO3核壳结构的纳米带制备方法。

    单纯的机械复合,MoO3电极材料的电子传导路径仍较少。本发明采用气相热处理
    还原工艺,将MoO3电极材料表面还原成MoO2,制得一种均一的核壳结构,可以极大增加MoO3
    的电子传导路径,降低电子传导极化现象。

    发明内容

    本发明的目的在于克服现有技术,提供一种锂离子电池负极用核壳结构的钼氧化
    物材料及其制备方法。

    本发明的目的可以通过以下技术方案实现:

    一种锂离子电池负极用核壳结构的钼氧化物材料,其特征在于,该钼氧化物材料由
    MoO3核和包覆在核表面的MoO2壳组成,所述MoO2壳层的厚度为1-500nm。

    一种锂离子电池负极用核壳结构的钼氧化物材料制备方法,其特征在于,包括以
    下步骤:

    (1)将MoO3与还原诱导剂混合,搅拌,60℃下烘干得粉体;

    (2)将粉体在还原性气氛中进行热处理,热处理温度为400-800℃,时间为0.5-3h,得到
    MoO2壳层厚度为1-500nm的核壳结构的钼氧化物材料。

    进一步方案,所述还原诱导剂为石墨,聚乙二醇,柠檬酸,甘氨酸,维生素C的一种
    或多种,加入量为MoO3核质量的0.1-3wt%。

    进一步方案,所述还原性气氛为N2,H2,Ar,CH4的至少一种。

    进一步方案,所述MoO3的粒径为0.05-20μm。

    本发明的有益效果:

    (1)本发明采用气相热处理还原法制备钼氧化物核壳结构,该方法简单,成本低,易于
    规?;?。

    (2)本发明核壳结构在气相中还原,对MoO3核的形貌要求低,普适性强,壳结构厚
    度可控,均一性好。

    (3)本发明具有较高电子电导的MoO2壳结构可以改善MoO3电子电导不足的问题,降
    低电极材料的极化现象。

    附图说明

    图1为本发明锂离子电池负极用核壳结构的钼氧化物材料制备方法示意图。

    具体实施方式

    下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步详细描述。

    如图1所示。一种锂离子电池负极用核壳结构的钼氧化物材料制备方法,包括以下
    步骤:

    (1)将MoO3与还原诱导剂混合,搅拌,60℃烘干得粉体;

    (2)将粉体在还原性气氛中进行热处理,热处理温度为400-800℃,时间为0.5-3h,得到
    厚度为1-500nm的MoO2壳层。

    实施例1

    称取5gMoO3,加入0.005g聚乙二醇溶液和10mL乙醇,乙醇作为溶剂,聚乙二醇溶于乙
    醇,将聚乙二醇和MoO3分散均匀,且易挥发,容易搅拌烘干,60℃搅拌烘干得粉体;将粉体放
    置到管式气氛炉中,通N2气氛,加热到750℃保温1h,得到MoO2壳层厚度为100nm核壳结构的
    钼氧化物材料。

    实施例2

    称取5gMoO3,加入0.015g聚乙二醇溶液和10mL乙醇。搅拌,60℃烘干得粉体;将粉体放
    置到管式气氛炉中,通H2气氛,加热到400℃保温0.5h,得到MoO2壳层厚度为1nm核壳结构的
    钼氧化物材料。


    实施例3

    称取5gMoO3,加入0.1g柠檬酸粉体和10mL去离子水。搅拌,60℃烘干得粉体;将粉体放
    置到管式气氛炉中,通CH4气氛,加热到500℃保温1.5h,得到MoO2壳层厚度为10nm核壳结构
    的钼氧化物材料。

    实施例4

    称取5gMoO3,加入0.15g石墨粉体?;祷炷?h后,将粉体放置到管式气氛炉中,通H2气
    氛,加热到500℃保温1.5h,得到MoO2壳层厚度为50nm核壳结构的钼氧化物材料。

    实施例5

    称取5gMoO3,加入0.05g维生素C粉体和10mL去离子水。搅拌,60℃烘干得粉体;将粉体
    放置到管式气氛炉中,通Ar气氛,加热到700℃保温3h,得到MoO2壳层厚度为200nm的核壳结
    构的钼氧化物材料。

    实施例6

    称取5gMoO3,加入0.05g甘氨酸粉体和10mL去离子水。搅拌,60℃烘干得粉体;将粉体放
    置到管式气氛炉中,通Ar气氛,加热到800℃保温3h,得到MoO2壳层厚度为500nm核壳结构的
    钼氧化物材料。

    以上实施例仅为本发明部分的实施方式。应当注意,本发明的实施方式不受上述
    实施例的限制,其它任何未背离本发明的精神实质与原理下所作的改变、修饰、替代、组合、
    简化,均应视为等效的置换方式,都包含在本发明的?;し段е?。

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