[发明专利]一种四方钨青铜结构Mo3

说明书

本发明公开了一种四方钨青铜结构Mo₃Nb₂O₁₄材料的制备方法及其应用。按照MoO₃与Nb₂O₅的摩尔比为3:2称取原料；将称取的原料放于玛瑙研钵中进行研磨混合，然后用红外灯加热干燥，重复研磨干燥步骤3~5次，将获得的粉末用4 MPa的压力压制成直径为10 mm的片，将片放入玻璃管中，采用真空封管的技术进行密封，然后置于马弗炉中以5℃/min的升温速率升温至700℃保温12 h进行烧结，即制得四方钨青铜结构Mo₃Nb₂O₁₄材料。该材料应用于锂离子电池负极材料。本发明具有制备方法简单，原料丰富，无污染等优点，且首次提出利用真空合成技术制造氧空位的合成方法，所得到的Mo₃Nb₂O₁₄富含氧空位，当作为锂离子负极材料时，该氧空位能显著提高材料的电化学性能。

技术领域

本发明属于锂离子电池负极材料技术领域，具体涉及一种四方钨青铜结构Mo₃Nb₂O₁₄材料的制备方法及其应用。

背景技术

目前，商业化较多的锂离子电池的负极材料依旧是碳基材料，而这类材料所面临的易产生枝晶存在安全隐患的问题依旧没有得到解决。开发新型适用于锂离子电池的负极材料迫在眉睫。

钨青铜及类钨青铜结构中存在大量的通道，为锂离子的储存提供了足够的空间，有望成为下一代负极材料的重点研究备选对象。而Mo₅O₁₄型四方钨青铜结构的氧化物Mo₃Nb₂O₁₄氧化物虽可作为锂离子电池负极材料，但由于其自身导电率差的特点，影响了其具有优异的电化学性能，因此便提出通过制备含有氧缺陷的Mo₃Nb₂O₁₄在很大程度上提高材料导电率从而提高了电化学性能。此结构氧化物是首次提出的采用真空合成技术制造氧空位提高电化学性能的方法简单并且十分新颖。

发明内容

针对目前就氧化物材料作为锂离子电池负极材料的研究，本发明的目的在于提供一种四方钨青铜结构Mo₃Nb₂O₁₄材料的制备方法及其应用。

本发明的材料具有大量通道可以提供足够的锂离子储存空间实现锂离子的快速传输。同时本材料中的Mo和Nb两种元素具有多电子对的转移，使得本材料具有较高的理论容量。

本发明为了提高材料本身的导电率提供了一种在真空条件下制备含有氧空位的氧化物从而提高此材料作为锂离子电池负极材料的电化学性能的技术方案。

制备四方钨青铜结构Mo₃Nb₂O₁₄材料的具体步骤为：

（1）按照MoO₃与Nb₂O₅的摩尔比为3:2称取原料；将称取的原料放于玛瑙研钵中进行混合，加入无水乙醇进行研磨，然后用红外灯加热干燥，重复上述研磨干燥步骤3~5次，获得粉末。

（2）将步骤（1）获得的粉末用4 MPa的压力压制成直径为10 mm的片，将压制好的片放入玻璃管中，采用真空封管的技术进行密封，然后置于马弗炉中以5 ℃/min的升温速率升温至700 ℃保温12 h进行烧结，即制得四方钨青铜结构Mo₃Nb₂O₁₄材料。

本发明的四方钨青铜结构Mo₃Nb₂O₁₄材料应用于锂离子电池负极材料。