本发明专利技术公开了一种纳米MoO2‑MoSe2@SFC锂离子电池负极材料及其制备方法。纳米MoO2‑MoSe2@SFC复合材料以具有多级孔状结构的剑麻纤维炭(SFC)作为基体材料，MoO2和MoSe2均匀分散在其表面及孔内。以四水合钼酸铵、二水合钼酸铵或二氧化钼为钼源，以二氧化硒、亚硒酸钠或硒粉为硒源，以经过炭化、球磨、过筛后的剑麻纤维炭作为基体材料，同时以水合肼和聚乙二醇400分别做还原剂和分散剂，利用高压反应釜进行水热反应，通过改变不同的反应条件可以得到粒径不同的分散体材料。本发明专利技术得到的纳米MoO2‑MoSe2@SFC复合物粉体在用作锂离子电池负极材料时可逆容量较高、循环性能较稳定，充放电倍率性能较好，具有较好的应用前景。
【技术实现步骤摘要】
【专利说明】—种纳米Mo02-MoSe2@SFC锂离子电池负极材料及其制备方法
本专利技术属于新材料和电化学领域，具体涉及一种可充放电锂离子电池负极材料的制备方法。
技术介绍
目前，迫于环境的压力，储能器件锂离子电池正逐渐占领消费市场，并不断扩大其应用领域，除一些智能以及便携式电子设备外，对电动车、电动汽车等一些大型设备的应用也提上日程，与此同时，对锂离子电池的储锂性能也提出了更高的要求。负极材料作为锂离子电池重要的组成部分，研究者更倾向于对碳基负极材料的探索。部分研究学者出于对环境及其天然有利物理化学性质的考虑，对从植物废料获得的重要组成部分，如稻壳、樱桃核、橄榄核、红树林、棉绒、花生壳、人类头发，对其进行了处理，并对其用作锂离子电池负极材料进行了研究。广西特产剑麻纤维具有产量丰富易获得、天然多孔利活化、绿色能源成本低、化学性能稳定等特点，可作锂离子电池负极材料的原材料。然而在实际应用中，剑麻纤维炭仍然存在首次库伦效率低、可逆容量无法满足时代的发展要求。对其进行改性处理被认为是一种可行的途径。二氧化钼，特别是纳米尺寸的二氧化钼，作为过渡金属氧化物一种，具有低的电阻率、较高的电化学活性以及较高的稳定性，被认为是一种有前景的锂离子电池负极材料。对于砸化钼来说，目前的研究大多集中在合成二维层状的砸化钼，关于三维结构的砸化钼却鲜有报道。本专利技术利用两相钼基化合物与剑麻纤维炭进行复合，一方面利用分散相独特的物理化学性质，另一方面利用基体的多孔结构弥补分散相单独用作锂离子电池负极材料的缺陷问题，以求能达到良好的效果。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种可逆容量、充放电倍率性能较好、循环稳定性较好的Mo02-MoSe2iSFC锂离子电池负极材料及制备方法。本专利技术获得的纳米Mo02-MoSe2@SFC锂离子电池负极材料在组成、结构和形貌上的特点为:所述纳米Mo02-MoSe2@SFC锂离子电池负极材料中包括Mo02、MoSe2和剑麻纤维炭。所述Mo02 (六方晶系，JCPDS，77-1715)和MoSe2 (单斜晶系，JCPDS，32-0671)在纳米Mo02-MoSe2iSFC锂离子电池负极材料中呈两种形态，分别为粒径约10nm的颗粒状结构以及粒径约15nm、长达150nm左右的蠕虫状结构，并均匀地分散在具有多级孔隙结构的剑麻纤维炭的表面及孔内。纳米Mo02-MoSe2@SFC锂离子电池负极材料的制备方法步骤如下:(1)剑麻纤维炭的获得:将预处理过的剑麻纤维在管式气氛炉子进行炭化、球磨、过筛，炭化温度600-1000°C，保温时间为0.5-2小时，升温速率为1_10°C /min,球磨速率的400r/min，球磨时间为6-12小时，过筛为200目筛。(2)配置溶液:将0.39-1.56g的钼源和0.035-0.14g砸源加入到70mL去离子水中，待形成无色透明溶液时，加入0.5-0.64g步骤(1)所得的剑麻纤维炭，搅拌15-20分钟时间后，加入0.5-lmL的分析纯聚乙二醇400，继续搅拌15-20分钟，加入2-10mL质量百分比浓度为80%的水合肼，持续搅拌过夜，此悬浮液记为A悬浮液。(3)水热反应:将A悬浮液转入到不锈钢反应釜中在120-180°C反应12_48小时，反应结束后进行抽滤分离，并用去离子水和无水乙醇进行冲洗，后置于真空干燥箱中60°C干燥12-24小时，后得到前驱体产物B。(4)热处理:将前驱体产物B在N2保护氛围中于管式炉中先以l-3°c /min升温速率升至200°C，保温0.5-1小时，后以5-10°C /min升温至800°C，保温0.5-1小时，升温程序终止后随炉子冷却至室温取出，得到纳米MO02-MOSe2@SFC锂离子电池负极材料粉体。(5)制作极片:将步骤(4)所得的负极材料粉体与乙炔黑和聚偏氟乙烯(PVDF)按质量比为8:1:1或者90:2:8的比例混合，加入级别为分析纯的溶剂N-甲基吡咯烷酮(NMP)，搅拌均匀至糊状，均匀涂抹在厚度为5-20 μπι的铜箔上，先于40-60°C条件下烘干，再于100-120°C条件下真空干燥12小时，冲制成直径为16_的圆形极片。(6)电池组装:以锂片对电极，步骤(5)得到的圆形极片为工作电极，微孔聚丙烯膜为隔膜，lmol/L的LiPF6/EC(碳酸乙烯酯)+ DMC(碳酸二甲酯)+ DEC (碳酸二乙酯)作为电解液(电解液中LiPF6为溶质，溶剂EC+DMC +DEC的体积比为1:1:1)，在充满高纯氩气的的手套箱中组装成CR2025型纽扣模拟电池，并进行封口。(7)测试:将步骤(6)组装好的电池放置12-24小时后进行电化学测试。实验锂离子电池的循环测试是在室温下电池测试仪(BTS-10mA，深圳新威尔多科技有限公司)上完成的，电压范围为0.01-3.0 Vo所述钼源为四水合钼酸铵、二水合钼酸铵和二氧化钼中的一种。所述砸源为二氧化砸、亚砸酸钠和砸粉中的一种。本专利技术获得的锂离子电池负极材料具有优良的电化学特性，表现在:在电流密度为50mA/g的情况下，首次放电比容量为最高724 mAh/g，首次充电比容量最高可达到445mAh/g，首次库伦效率最高达到61%，经过30个循环后，放电比容量最高可达494mAh/g。比起单一剑麻纤维炭比容量高出305mA/g，说明两相钼基化合物与剑麻纤维炭进行复合，提高了复合材料的比容量。在电流密度为500 mA/g的情况下，经过30个循环后放电比容量最高仍为340 mAh/g。说明了其较好的循环稳定性和倍率性能。【附图说明】图1为本专利技术实施例制备的Mo02-MoSe2@SFC锂离子电池负极材料的XRD图。图2为本专利技术实施例制备的纳米MO02-MOSe2@SFC复合物和单一 SFC分别作为锂离子电池负极材料在电流密度为50mA/g的条件下测得的循环性能曲线图。图3为本专利技术实施例制备的纳米MO02-MOSe2@SFC复合物和单一 SFC分别作为锂离子电池负极材料在电流密度为500mA/g的条件下测得的循环性能曲线图。【具体实施方式】实施例: (1)剑麻纤维炭的获得:将预处理过的剑麻纤维在管式气氛炉中进行炭化并球磨、过筛，升温速率为3°c /min,炭化温度900°C，保温时间为0.5小时，球磨速率为400r/min，球磨时间为12小时，过筛孔径为0.074mm (200目筛)。(2)配置溶液:将1.56g的四水合钼酸铵和0.14g 二氧化砸(砸:钼=1:1)加入到70mL去离子水中，待形成无色透明溶液时，加入0.64g步骤(1)所得到的剑麻纤维炭，搅拌20分钟后，加入lmL的分析纯聚乙二醇400，继续搅拌20分钟，加入5mL质量百分比浓度为80%的水合肼，持续搅拌过夜。此悬浮液记为A悬浮液。(3)水热反应:将A悬浮液转入到内胆容积为100mL的不锈钢反应釜中，在160°C下反应24小时，反应结束后进行抽滤分离，并用去离子水和无水乙醇进行冲洗，后置于真空干燥箱中60°C干燥12小时，得到前驱体产物B。(4)热处理:将前驱体产物B在N2保护氛围下于管式炉中先以3°C /min升温速率升至200°C，保温0.5小时，后以5°C /min升温至800°C，保温0.5小时，升温程序终止后随炉子冷却至室温取本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种MoO2‑MoSe2@SFC锂离子电池负极材料的制备方法，其特征在于具体步骤为：（1）将预处理过的剑麻纤维在管式气氛炉子进行炭化、球磨、过筛，炭化温度600‑1000℃，保温时间为0.5‑2小时，升温速率为1‑10℃/min，球磨速率的400r/min，球磨时间为6‑12小时，过筛为200目筛，得剑麻纤维炭；（2）将 0.39‑1.56g的钼源和0.035‑0.14g硒源加入到70mL 去离子水中，待形成无色透明溶液时，加入0.5‑0.64g步骤（1）所得的剑麻纤维炭，搅拌15‑20分钟时间后，加入 0.5‑1mL 的分析纯聚乙二醇400，继续搅拌15‑20分钟，加入2‑10mL质量百分比浓度为80%的水合肼，持续搅拌过夜，此悬浮液记为A悬浮液；（3）将A悬浮液转入到不锈钢反应釜中在120‑180℃反应12‑48小时，反应结束后进行抽滤分离，并用去离子水和无水乙醇进行冲洗，后置于真空干燥箱中60℃干燥12‑24小时，后得到前驱体产物B；（4）将前驱体产物B在N2保护氛围中于管式炉中先以1‑3℃/min升温速率升至200℃，保温0.5‑1小时，后以5‑10℃/min 升温至800℃，保温0.5‑1小时，升温程序终止后随炉子冷却至室温取出，得到纳米MoO2‑MoSe2@SFC锂离子电池负极材料粉体；所述钼源为四水合钼酸铵、二水合钼酸铵和二氧化钼中的一种；所述硒源为二氧化硒、亚硒酸钠和硒粉中的一种。...
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：覃爱苗，田宁，廖雷，王美苹，
申请(专利权)人：桂林理工大学，
类型：发明
国别省市：广西;45
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