[发明专利]一种毛肚状的Nb2

说明书

一种毛肚状的Nb₂O₅锂离子电池电极材料的制备方法，首先将分析纯的水合草酸铌加入蒸馏水中得到A；然后将葡萄糖加入蒸馏水中得B；将A和B混合得混合液C；将混合液C在均相反应仪中水热反应后冷却至室温得沉淀；将所得的沉淀物在真空干燥箱中干燥得到前驱物D；取前驱物D加入蒸馏水中得溶液E；再取三聚氰胺加入到油酸中得到溶液F；将溶液E和溶液F混合进行二次水热反应自然冷却至室温后沉淀；将所得的沉淀物冷冻干燥得毛肚状的Nb₂O₅锂离子电池电极材料。本发明采用二次水热的方法，制备出结晶性较好，分布均匀的毛肚状Nb₂O₅纳米材料，采用不同的油酸添加量，将其作为碳源和表面活性剂，可以利于调控所制备材料的结构及形貌，工艺简单，成本低廉。

技术领域

本发明属于电池材料技术领域，涉及一种制备锂离子电池负极材料的制备方法，具体涉及一种毛肚状的Nb₂O₅锂离子电池电极材料的制备方法。

背景技术

由于科技的发展和进步，煤、石油和天然气等一次能源出现危机，开发新能源广受关注。锂离子电池作为实现电能和化学能互相转化的装置，随着民用电子产品数量和质量的提高，其作为一种清洁能源，已被大规模应用于现代生活中。

目前，市场上开发了很多过渡金属氧化物用作锂离子电池电极材料，它们大部分发生合金化反应和转化反应，伴随着很大的体积膨胀，而Nb₂O₅作为过渡金属氧化物之一，它发生插层反应[Augustyn V,Come J,Lowe M,et al.High-rate electrochemical energystorage through Li⁺intercalation pseudocapacitance.Nature Materials,2013,12(6): 518-522]，体积膨胀较小。Kent J.Griffith等[Griffith K,Forse A,Griffin J,etal.High-rate intercalation without nanostructuring in metastable Nb₂O₅ bronzephases.Journal of the American Chemical Society,2016,138(28):8888-8899]利用煅烧法制备了四种不同晶型的Nb₂O₅，有TT相，T相，B相和H相。文献记载[Zeng G,Wang H,GuoJ,et al. Fabrication of Nb₂O₅/C nanocomposites as a high performance anode forlithium ion battery. Chinese Chemical Letters,2017,28(4):755-758]了T相Nb₂O₅具有赝电容行为，由于其 (001)的晶面间距为而锂离子的直径只有故锂离子嵌入或脱出 T-Nb₂O₅的(001)晶面相对容易一些。但是，发生插层反应的Nb₂O₅同时也具备一些缺点，例如本身的较低的导电性，这一缺点已被众多研究者关注，他们通过改变其形貌，调控其纳米化以及对其进行复合和掺杂来进行改性，提高其导电性。

目前已有的办法并没有很大程度提高Nb₂O₅本身的导电性，从而提高其作为锂离子电池负极材料的放电比容量。并且已有的制备方法过程复杂繁琐，成本高昂，因此，开发一种低成本、反应周期短的制备Nb₂O₅电极的方法，这具有很大的研究意义。

发明内容