[发明专利]一种制备具有择尤取向及高脱嵌锂性能的Mo4O11与制备方法

说明书

技术领域

本发明属于锂离子电池领域，具体涉及一种具有择尤取向的高容量、高库伦效应和脱嵌锂能力的锂离子电池材料的制备方法以及应用方法。 

背景技术

锂离子电池因为其工作电压稳定，比能量高，循环稳定性好等优点，而成为当今社会上占有率最高的移动电源。小型锂离子电池的开发、研究设计、应用，已经涉及到了各个领域。然而随着电子产品的发展趋势朝着轻薄化，小巧化转变，然而电子产品的功耗却在不断增加。这都要求锂离子电池在现有的技术上，做出进一步提高，才能满足不断发展的工业需求。 

目前，商业化的锂离子电池负极材料为石墨化碳材料，其理论容量低，仅为372mAh/g，且压实密度低，仅为1.5～1.7g/cm³；正极材料为LiFePO₄，其理论容量为170mAh/g，压实密度为2.1～2.4g/cm³。这大大限制了锂离子电池比容量的提升。 

氧化钼材料，其中二氧化钼，因作为储锂材料，具有高的理论容量838mAh/g和高压实密度6.5g/cm³，而被广大研究者研究。Mo₄O₁₁相对于二氧化钼，理论上具有更高的容量和压实密度，然而现有的研究中，鲜见成功将Mo₄O₁₁应用于锂离子电池材料领域的先例。 

发明内容

本发明正对现有领域空白的不足，提供了一种具有择尤取向的高容量、高库伦效应和脱嵌锂能力的锂离子电池材料的制备方法以及应用方法。本发明能在锂离子电池领域上，解决能量密度低的难题，以适应工业化生产发展需求。 

本发明提供了一种具有择尤取向的高容量、高库伦效应和脱嵌锂能力的锂 离子电池材料，其特征在于，具有很多晶体学台阶面暴露的Mo4O11。 

一种具有择尤取向的高容量、高库伦效应和脱嵌锂能力的锂离子电池材料的制备方法，其具体步骤如下： 

1）将钼酸铵晶体粉末于空气、氮气或者惰性气氛中，升温至500～600摄氏度，保温1～3个小时，钼酸铵分解，得到三氧化钼； 

2）将所述制备得到的三氧化钼，在氢气体积百分含量1～10%的氢气/惰性气体或氮气混合的还原气氛下，以5摄氏度每分钟升温至400～650摄氏度，保温0.5～12个小时，三氧化钼被氢气还原，制备得到Mo₄O₁₁； 

3）将上述制备的Mo₄O₁₁，采用刻饰剂刻饰得到刻蚀后的Mo₄O₁₁储锂材料。优选按照Mo₄O₁₁与刻蚀剂比例为1mg：1ml配置溶液，在5～85摄氏度，磁力搅拌1～30天。所用的刻蚀剂可以为甲醛、甲酸、高氯酸、氨水、乙二醇、硼氢化钠溶液等。 

一种电极片包括储锂材料Mo₄O₁₁与炭黑、PVDF粘结剂，按照8：1：1的质量比混合均匀，通过超声分散，滴片，于60摄氏度干燥4～6小时，再在60摄氏度真空烘干4～12小时，而制得。 

一种扣式电池，包含所上述的电极片。 

本发明采用3步法制备刻蚀后的Mo₄O₁₁储锂材料，Mo₄O₁₁具有很多晶体学台阶面的暴露，这些晶体学台阶面使得Mo₄O₁₁的化学活性得到提升，该材料作为相应的锂离子电池储锂材料，具有很好的脱嵌锂性能。 

本发明的优点在于： 

1、制备出的刻蚀后的Mo₄O₁₁材料，比容量高，能量密度高。 

2、制备出的刻蚀后的Mo₄O₁₁材料，循环稳定性好，库伦效应高。 

3、制备出的刻蚀后的Mo₄O₁₁材料，其晶体学台阶面暴露多，提高了材料的化 学活性，具有良好的储锂性能。 

4、制备工艺三步法，操作简单，适合工业放大生产。 

附图说明

附图1，为刻蚀剂处理之前和刻蚀剂处理之后的Mo₄O₁₁材料的X射线粉末衍射图谱。