论文部分内容阅读
钼基氧化物（包括钼氧化物和钼氧酸盐化合物）材料具有独特的拓扑结构,丰富的钼化合价以及多样的物相组成,被认为是极具潜力的锂离子电池负极材料。然而大部分钼基氧化物存在本征导电性差（倍率性能）以及锂离子嵌入脱出过程中引起的体积变化继而导致的活性材料从集流体脱落失效的问题（可逆容量）,使得其实际应用受到限制。因此,如何改善钼基氧化物的导电性和结构稳定性,进而提高其倍率性能和可逆容量是本论文的主要任务。本论文以钼酸铵为钼源,通过溶剂热-热处理以及一步热处理的方法可控合成了不同物相的钼基氧化物,并通过结构表征与电化学性能测试对产物结构与性能之间的关系进行了深入地阐明,主要结论如下:（1）以钼酸铵为钼源,通过调节水/无水乙醇混合溶剂的体积比进行溶剂热反应得到前驱物,随后前驱物在惰性气氛Ar条件下热解得到目标产物MoOx(Mo4O11/MoO2),该体系中的Mo4O11与MoO2兼具可观的理论比容量(1050 mAh·g-1,838 mAh·g-1)与类金属导电性(5×105 S·m-1,8.3×105 S·m-1)。两相分级体系通过协同作用,克服了单一相钼氧化物反应活性中心少或电子传导路径单一的缺陷。该Mo4O11/MoO2电极材料在0.1 A·g-1的电流密度下循环78圈放电容量高达939 mAh·g-1,在1 A·g-1的电流密度下循环100圈容量仍可达624 mAh·g-1。（2）以钼酸铵为钼源,葡萄糖为结构改性剂,通过一步热处理法成功合成了富含（040）晶面的板状结构三氧化钼（MoO3）。该板状结构MoO3电极材料在充放电循环370圈后其放电容量仍高达1452 mAh·g-1。如此优异的电化学储锂性能主要归功于MoO3的板状及其边缘微剥离层结构。板状结构可以提供高比例的有效反应位点（040）晶面,MoO3边缘的微剥离层结构在沿垂直于（040）晶面的方向上充分发挥其效能,有利于锂离子的插层反应,从而实现较高的容量储存。（3）以钼酸铵为钼源,葡萄糖为碳源,通过一步热处理法原位合成了（NH4）2Mo4O13微粒嵌入氮掺杂的多孔碳的复合物(（NH4）2Mo4O13/NC),其中（NH4）2Mo4O13具有较高的Li+/e-的接收能力和固有的结构稳定性。此外,氮掺杂多孔碳基体是由具有面内孔的纳米片堆叠形成的,该结构不仅有利于电解质的渗透,而且可以起到弹性导电网络的作用。该电极材料在0.1 A·g-1的电流密度下循环350圈放电容量仍可达1151 mAh·g-1。