[发明专利]一种MoO2

说明书

本发明提供了一种MoO₂/rGO复合材料及其制备方法和应用，所述方法包括以下步骤：(1)向氧化石墨烯分散液中加入四水合钼酸铵和抗坏血酸，磁力搅拌；(2)将步骤(1)得到的混合液转入高压釜中加热生长MoO₂/rGO复合材料前驱；(3)将步骤(2)所述MoO₂/rGO复合材料前驱洗涤、干燥、煅烧，得到所述MoO₂/rGO复合材料；其中，步骤(1)所述氧化石墨烯分散液的pH为1.5～3。本发明的MoO₂/rGO复合材料的制备方法步骤简单、成本低廉、操作可控度强，制备得到的MoO₂/rGO复合材料，中空球型MoO₂均匀分布在石墨烯表面，颗粒均匀，比表面积大、孔隙结构丰富，结构稳定，循环性能和倍率性能优良，具有广阔的应用前景。

技术领域

本发明属于电池材料技术领域，涉及一种钾离子电池负极材料及其制备方法和应用，具体涉及一种MoO₂/rGO复合材料及其制备方法和应用。

背景技术

锂离子电池因具有能量密度高、循环性能好、寿命长等优势，已广泛应用于便携式电子设备、电动汽车和大规模储能等领域。然而，目前锂资源存在资源匮乏和分布不均匀等问题，无法满足日益增长的需求，锂价格不断上涨，严重制约了锂离子电池在大规模储能方面的应用。因此，开发资源丰富、成本低廉、性能优异的新型二次电池，已经成为电池材料领域新的发展趋势和研究热点。

钾分布广泛，资源丰富，在地壳中的丰度约为2.09％，更为重要的是钾离子电池具有与锂离子电池相似的电化学原理，K/K⁺具有与Li/Li⁺最为接近的标准氧化还原电位，钾离子电池有望取代锂离子电池。然而，钾离子的离子半径明显大于锂离子的离子半径并且钾离子的质量大于锂离子的质量，使得钾离子在电极材料中脱嵌困难，影响了钾离子电池的循环稳定性和比容量。目前钾离子电池的负极材料主要采用碳材料，但其理论容量偏低，比如石墨的理论储钾容量仅为279mAh/g，即使通过改性或工艺优化，也很难大幅提高比容量，极大地限制了电池质量能量密度的提高。因此，研究开发一种高性能钾离子电池负极材料显得十分必要。

MoO₂作为一种层状结构的过渡金属氧化物，具有高理论容量、高化学稳定性、低成本和低电阻率等优点，已经广泛用作锂离子电池和钠离子电池的负极材料。然而，MoO₂本身存在离子脱嵌过程中引起电极材料体积变化的问题，导致快速的容量衰减、降低了容量保留率。与导电性能优良的碳材料组成复合材料是解决上述问题的一种可行的办法。其中，石墨烯具有比表面积高、电导性能好、无毒且成本低廉的优点，不仅有助于提高材料的导电性，而且能够提供缓冲层，一定程度上解决了离子脱嵌导致的电极材料体积膨胀收缩问题。MoO₂与石墨烯材料的复合是提高MoO₂结构稳定性和电化学性能的一种理想途径。

CN 104226337A公开了一种石墨烯负载片层状二硫化钼纳米复合物及其制备方法，以钼酸铵和硫脲作为起始物，在水热条件下使其能够在氧化石墨烯表面负载片层状的纳米二氧化钼；经过焙烧处理后石墨烯所负载的片层状二硫化钼具有更高的结晶度，光催化效率超过商用纳米氧化钛1.7倍以上。然而获得的石墨烯负载片层状二硫化钼纳米复合物并未报道用于电极材料。