基于金属钼酸盐化合物纳米材料的锂离子电池电极材料   0    0

本发明公开一种基于金属钼酸盐化合物纳米材料的锂离子电池电极材料，该电极材料由改性碳纳米管、粘结剂与分散剂按照重量比:16‑20:1:1均匀混合后制备而成；首先通过钼酸锂、乙酸锰与柠檬酸水热反应，再将预先制备的二氧化硅凝胶加入后继续进行水热反应，得到钼酸盐与二氧化硅的混合凝胶，焙烧后得到钼酸盐与二氧化硅的复合结构，有利于提升电极材料的比容量，同时复合结构有利于减低硅的溶胀对电极材料的影响，同时通过对碳纳米管进行酸改性，提升碳纳米管表面的羧基与羟基数量，再通过环氧基硅烷偶联剂起到交联作用，将金属钼酸盐化合物纳米材料交联在酸化碳纳米管的表面，提升金属钼酸盐化合物纳米材料与碳纳米管的分散效果。

1.基于金属钼酸盐化合物纳米材料的锂离子电池电极材料，其特征在于，由改性碳纳米管、粘结剂与分散剂按照重量比:16‑20:1:1均匀混合后制备而成；
所述粘结剂为羧甲基纤维素钠与聚偏氟乙烯中的任一种；
所述分散剂为聚丙烯酸；
该电极材料的制备方法包括如下步骤：
步骤一、制备金属钼酸盐/二氧化硅的复合材料；
步骤二、将碳纳米管加入浓度为6‑8Mol/L的浓硫酸中，在55‑65℃的温度下超声分散1‑
3h，然后向其中加入浓度为6‑8Mol/L的浓硝酸，维持水浴加热温度，继续超声处理3‑6h，然后将得到的碳纳米管取出，去离子水冲洗至中性后烘干，得到酸化碳纳米管；
步骤三、向去离子水中加入环氧基硅烷偶联剂，分散均匀后，向其中加入上一步骤得到的酸化碳纳米管，将水浴加热温度至60‑80℃，超声反应24‑48h后，过滤并用无水乙醇冲洗碳纳米管，将得到的碳纳米管加入无水乙醇中超声分散，其中碳纳米管的重量百分比为
15％‑30％；
步骤四、向去离子水中加入表面活性剂，再向其中加入步骤一中得到的金属钼酸盐/二氧化硅的复合材料，搅拌混合分散均匀后，向其中加入步骤二中得到的碳纳米管乙醇分散液，超声分散后水浴加热至80‑95℃，反应0.5‑2h后得到改性碳纳米管，取出改性碳纳米管，用无水乙醇冲洗碳纳米管后烘干待用；
步骤五、将上一步骤得到的改性碳纳米管与粘结剂、分散剂均匀混合后球磨分散均匀，得到锂离子电池电极材料。

2.根据权利要求1所述的基于金属钼酸盐化合物纳米材料的锂离子电池电极材料，其特征在于，所述金属钼酸盐/二氧化硅的复合材料的制备方法为：
S1、向去离子水中加入钼酸锂与乙酸锰，搅拌溶解后，向其中加入柠檬酸，其中n(Li)：n(Mn)：n(柠檬酸)＝1:2:3‑4，在水浴温度为65‑80℃的条件下加热1‑1.5h，然后再向其中加入二氧化硅溶胶，继续在水浴温度为65‑80℃的条件下加热2‑3h，得到凝胶待用；
S2、将上一步骤得到的凝胶继续水浴加热除去自由水，然后将凝胶加入马弗炉中，首先在300‑400℃的温度下加热分解1h，然后提升温度至650‑800℃焙烧3‑5h，将得到的产品研磨后得到金属钼酸盐/二氧化硅的复合材料。

3.根据权利要求2所述的基于金属钼酸盐化合物纳米材料的锂离子电池电极材料，其特征在于，所述二氧化硅溶胶的制备方法为：
将乙醇与水按体积比8‑9：1均匀混合后，向其中加入正硅酸四乙酯，调节转速为2400‑
4000r/min，搅拌分散25‑50min后，向其中加入硅烷偶联剂，调节转速为600‑4000r/min，搅拌反应40‑60min后得到二氧化硅溶胶，其中醇水混合液与正硅酸乙酯的质量比为100:2.5‑
5。