鋰離子電池負(fù)極材料MoO3-x納米帶的制備與性能研究.pdf

1、隨著智能手機(jī)、平板電腦以及筆記本電腦等設(shè)備的進(jìn)一步普及，人們對(duì)鋰離子電池的需求也越來(lái)越大，同時(shí)對(duì)鋰離子電池的壽命要求和充電速度的要求也進(jìn)一步增加。如何提高鋰離子電池的倍率性能和循環(huán)壽命是此領(lǐng)域需要著手解決的問(wèn)題。
　　在之前的報(bào)道中，有許多提高鋰離子電化學(xué)性能的方法，如（1）制備特定形貌或結(jié)構(gòu)的微米/納米材料：由于材料的比表面積增加，導(dǎo)致鋰離子的擴(kuò)散路徑縮短，從而可以提高倍率性能；（2）摻雜：一般，摻雜會(huì)提高材料的導(dǎo)電性。同時(shí)引入

2、異質(zhì)離子，會(huì)起到細(xì)化晶粒的作用，這部分功能與（1）相似；（3）與導(dǎo)電物質(zhì)（碳材料、導(dǎo)電聚合物）復(fù)合：可以提高負(fù)極材料的導(dǎo)電性，同時(shí)可能還能起到緩解材料在充放電過(guò)程中容易引起的體積膨脹。在MoO3做負(fù)極的鋰離子電池中，雖然這些方法都能提高鋰離子電池的電化學(xué)性能，但是這些方法都稍顯繁瑣，本文通過(guò)一種極為簡(jiǎn)單的“桑拿反應(yīng)”制備了一種含有氧空位的材料，即MoO3-x。由于材料中含有氧空位，材料的導(dǎo)電性得到提高，在鋰離子電池中，表現(xiàn)了比MoO3更

3、加優(yōu)良的電化學(xué)性能。本論文主要有以下內(nèi)容：
　　1.通過(guò)“桑拿反應(yīng)”制備了含有氧空位的三氧化鉬，即MoO3-x。隨著加熱時(shí)間延長(zhǎng)，材料顏色發(fā)生變化，從白色變?yōu)樗{(lán)色。
　　2.將MoO3-x材料用作鋰離子電池負(fù)極材料，經(jīng)過(guò)恒流充放電測(cè)試、循環(huán)伏安測(cè)試和電化學(xué)阻抗測(cè)試，發(fā)現(xiàn)在500和1000 mA g-1電流密度下，經(jīng)過(guò)200個(gè)循環(huán)后，MoO3-x NBs的比容量幾乎是MoO3 NBs的比容量的2.5倍。其中，在500mA g-

4、1電流密度下，MoO3NBs的比容量是289 mAh g-1，而MoO3-xNBs的比容量是729 mAh g-1。在1000mA g-1電流密度下，MoO3NBs的比容量是150 mAh g-1，而MoO3-xNBs的比容量是410 mAh g-1。這充分證明了經(jīng)過(guò)“桑拿反應(yīng)”，MoO3-x NBs負(fù)極材料的電化學(xué)性能得到了很大幅度提高。
　　3.經(jīng)過(guò) XRD/XPS/TEM/UV-Vis/FT-IR/Raman分析，可以證明材

5、料中存在氧空位。氧空位又能導(dǎo)致材料的導(dǎo)電性提高，這為電池的電化學(xué)性能的提高提供了依據(jù)。一方面，OVs降低了Li+進(jìn)入MoO6八面體片層層內(nèi)和MoO3-x層間能壘，并在充放電過(guò)程中為 MoO3提供了額外的鋰離子存儲(chǔ)位點(diǎn)。另一方面，MoO3-x提高的導(dǎo)電性促進(jìn)了電子的高效傳導(dǎo)。
　　4.此研究不僅提供了一種新方法來(lái)制備富OVs的MoO3-x，即只需簡(jiǎn)單且環(huán)境友好的“桑拿反應(yīng)”，而且表明了OVs在大面積提高M(jìn)oO3-x NBs電性能的重