碳修飾二氧化鉬電極材料的制備與電化學(xué)性能研究.pdf

1、MoO2因具有較高的理論放電容量和較低的電阻率而在鋰離子二次電池負(fù)極材料應(yīng)用方面具有巨大的潛力，近年來(lái)受到了研究者的廣泛關(guān)注。為了進(jìn)一步改善其作為鋰電池電池材料的電化學(xué)循環(huán)性能，本文通過(guò)三種方法對(duì)MoO2進(jìn)行碳修飾，采用現(xiàn)代測(cè)試方法對(duì)產(chǎn)物的相結(jié)構(gòu)和形貌特征進(jìn)行表征，并研究其電化學(xué)性能。結(jié)果如下:
　　 1.以過(guò)氧鉬酸溶膠為前驅(qū)體，乙醇為還原劑制備出了六方相MoO2納米棒，納米棒的直徑約為50 nm，長(zhǎng)度約為200 nm。在水熱反

2、應(yīng)過(guò)程中，先長(zhǎng)出MoO3晶核，然后吸附乙醇的羥基，MoO3溶解并重新結(jié)晶成Mo8O23扇形納米薄片，最后扇形納米薄片劈裂成MoO2納米棒。當(dāng)還原劑為乙二醇時(shí)制備出了單斜相MoO2納米顆粒，納米顆粒直徑約為20～30 nm。水熱反應(yīng)時(shí)，首先也是生長(zhǎng)MoO3晶核，但由于反應(yīng)液中含有乙二醇，反應(yīng)液的粘度變大，阻礙了擴(kuò)散和碰撞過(guò)程，阻礙了MoO3晶粒的長(zhǎng)大，因而最終得到的產(chǎn)物是MoO2納米顆粒。
　　 2.通過(guò)火焰沉積法和二次水熱法制備

3、MoO2納米棒和納米顆粒的碳修飾材料。碳修飾過(guò)程不會(huì)改變產(chǎn)物的結(jié)構(gòu)和形貌。二次水熱法引入的是多層石墨烯，修飾后極大地提高了材料的充放電容量，使MoO2納米棒和納米顆粒的首次放電容量分別由112和503 mAh/g提高到1289和1618mAh/g。而火焰沉積法引入的是石墨化程度較高的碳，這種方法修飾后材料的充放電穩(wěn)定較差，可能是由于碳與MoO2沒(méi)有形成良好的接觸造成。
　　 3.以葡萄糖為碳源和模板劑制備出長(zhǎng)約60岬的碳修飾Mo

4、O2球鏈，其中組成球鏈的微球（直徑約為2～4μm）是由直徑為200～500nm的納米顆粒構(gòu)成。在水熱過(guò)程中，首先是葡萄糖結(jié)構(gòu)異變并脫水縮合形成高聚物，高聚物濃度達(dá)到臨界點(diǎn)時(shí)形成碳核，碳核生長(zhǎng)形成表面有豐富活性基團(tuán)的碳球鏈，這些活性基團(tuán)通過(guò)氫鍵的作用吸附MoCl5的水解產(chǎn)物，最終就合成出碳和MoO2的復(fù)合材料。熱處理沒(méi)有破壞MoO2的球鏈結(jié)構(gòu)，但是減小了微球和納米球的尺寸，提高了MoO2球鏈的結(jié)晶性，并且將首次放電容量由251mAh/g提