碳修飾二氧化鉬電極材料的制備與電化學性能研究.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極材料應用方面具有巨大的潛力，近年來受到了研究者的廣泛關(guān)注。為了進一步改善其作為鋰電池電池材料的電化學循環(huán)性能，本文通過三種方法對MoO2進行碳修飾，采用現(xiàn)代測試方法對產(chǎn)物的相結(jié)構(gòu)和形貌特征進行表征，并研究其電化學性能。結(jié)果如下:
　　 1.以過氧鉬酸溶膠為前驅(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，長度約為200 nm。在水熱反

2、應過程中，先長出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。當還原劑為乙二醇時制備出了單斜相MoO2納米顆粒，納米顆粒直徑約為20～30 nm。水熱反應時，首先也是生長MoO3晶核，但由于反應液中含有乙二醇，反應液的粘度變大，阻礙了擴散和碰撞過程，阻礙了MoO3晶粒的長大，因而最終得到的產(chǎn)物是MoO2納米顆粒。
　　 2.通過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。碳修飾過程不會改變產(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，高聚物濃度達到臨界點時形成碳核，碳核生長形成表面有豐富活性基團的碳球鏈，這些活性基團通過氫鍵的作用吸附MoCl5的水解產(chǎn)物，最終就合成出碳和MoO2的復合材料。熱處理沒有破壞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