一种锂离子电池碲化钼阳极材料及其制备方法技术

本发明专利技术提供一种锂离子电池碲化钼阳极材料，其包含1T’型二碲化钼晶体和包覆在所述1T’型二碲化钼晶体外表面的导电材料，且所述导电材料在碲化钼阳极材料中的质量比为5％‑15％。若导电材料在碲化钼阳极材料中的质量比小于5％，会造成1T’型二碲化钼晶体的团聚；导电材料在碲化钼阳极材料中的质量百分比大于15％，1T’型二碲化钼晶体不能充分发挥其优异的电化学性质；导电材料包覆1T’型二碲化钼晶体，且导电材料在碲化钼阳极材料中的质量比为5％‑15％可以使该锂离子电池碲化钼阳极材料具有优异的倍率性能和良好的循环性能。本发明专利技术还提供了一种锂离子电池碲化钼阳极材料的制备方法，工艺简单，环保高效。

A lithium ion battery molybdenum telluride anode material and its preparation method

The invention provides a lithium ion battery anode material of molybdenum telluride, which contains 1T 'two molybdenum telluride crystal and coated in the 1T' type two te conductive material of molybdenum crystal surface in vitro, and the conductive material in telluride molybdenum anode material in the ratio of 5% to 15%. If the conductive material in the Telluride molybdenum anode material of less than 5%, will cause 1T 'type two molybdenum telluride crystal agglomeration; conductive material in telluride molybdenum anode material quality percentage is greater than 15%, 1T' type two telluride molybdenum crystals can not give full play to its excellent electrochemical properties; conductive coating material 1T 'type two telluride crystal molybdenum, and conductive material in telluride molybdenum anode material in the ratio of 5% 15% can make the lithium ion battery anode material of molybdenum telluride has excellent rate capability and good cycle performance. The invention also provides a preparation method of the lithium ion battery molybdenum telluride anode material, which is simple in process, and is environmentally friendly and efficient.

【技术实现步骤摘要】
一种锂离子电池碲化钼阳极材料及其制备方法
本专利技术涉及一种锂离子电池
，更具体的说，本专利技术涉及一种锂离子电池碲化钼阳极材料及其制备方法。
技术介绍
锂离子电池被广泛的用于便携式电子和混合动力交通工具中。在过去的二十年中，石墨因为其广泛来源与稳定的循环性能而被广泛的应用于锂离子电池中的标准阳极材料。然而，迄今为止，基于石墨的电池较差的倍率性能和低理论比容量(372mAh·g-1)不能够满足现在市场的需求。寻求具有高容量，高库伦效率和优异的倍率性能的阳极材料对于锂离子电池来说是最为重要的。近年来，二维层状过渡金属二硫化物(TMDCs)纳米晶体被作为阳极材料逐渐被人们开发使用。层状过渡金属硫属化合物由许多片层堆叠而成，而每层都由许多结构牢固的X-M-X组成。而在层与层之间，通过很弱的范德华力连接形成层状结构。由于其层间距较大而且层与层之间的作用力较弱，因此锂离子很容易实现可逆电化学脱嵌，从而能增大材料的储锂容量和倍率性能。二碲化钼在TMDCs中是独特的半金属，其1T’相具有巨大的磁阻(MR)、高载波迁移率和较窄能带。这些优良的性能使得其在光学元件和场效应晶体管等领域有很大的潜在应用价值，并在储锂方面具有很好的应用前景。但是二碲化钼容易团聚，并且其优先生长惰性的内层结构，而非活性片层边缘，大量的团聚体进一步抑制了活性边缘的暴露，不利于循环寿命的延长，再加上其较差的导电性，二碲化钼的优异性能通常无法得到充分利用。因此，将二碲化钼与其他高导电的基材进行高效复合具有重要意义。
技术实现思路
本专利技术的目的在于克服上述技术不足，提供一种锂离子电池碲化钼阳极材料，解决现有技术中锂离子电池阳极材料倍率性能差和循环性能差的技术问题。为达到上述技术目的，提供了一种锂离子电池碲化钼阳极材料及其制备方法。本专利技术第一方面提供一种锂离子电池碲化钼阳极材料，包含1T’型二碲化钼晶体和包覆在所述1T’型二碲化钼晶体外表面的导电材料，且所述导电材料在碲化钼阳极材料中的质量比为5％-15％。本专利技术第二方面提供了上述锂离子电池碲化钼阳极材料的制备方法，步骤包括：将1T’型二碲化钼晶体与导电材料按照质量比为19:1-17:3混合球磨，制得碲化钼阳极材料。与现有技术相比，本专利技术的有益效果包括：本专利技术提供的碲化钼阳极材料，包含1T’型二碲化钼晶体和包覆在所述1T’型碲化钼晶体外表面的导电材料，且导电材料在碲化钼阳极材料中的质量比为5％-15％，若导电材料的质量百分比小于5％，则不能将1T’型二碲化钼晶体完全包裹或者包裹不均匀，不足以抑制碲化钼阳极材料在锂离子的嵌入和脱出过程中的体积变化，从而造成团聚，不利于锂离子电池循环寿命的延长；若导电材料的质量百分比大于15％，1T’型二碲化钼晶体不能充分发挥其优异的电化学性质，影响了锂离子电池的容量；所以导电材料在碲化钼阳极材料中的质量比为5％-15％，可以防止1T’型二碲化钼晶体的团聚，并充分发挥1T’型二碲化钼晶体的优异性能，从而使得本专利技术的碲化钼阳极材料具有优异的倍率性能和良好的循环性能。另外本专利技术制备碲化钼阳极材料的方法，避免了溶剂与催化剂的使用，降低了成本，工艺简单，环保高效。附图说明图1为实施例1制得的锂离子电池容量测试结果图；图2为实施例1制得的锂离子电池在电流密度为100mA·g-1时的循环寿命图。具体实施方式本实施例提供一种锂离子电池碲化钼阳极材料，具体地，包含1T’型二碲化钼晶体和包覆在所述1T’型二碲化钼晶体外表面的导电材料，且所述导电材料在碲化钼阳极材料中的质量比为5％-15％。具体地，所述碲化钼阳极材料的粒径为50nm-200nm；如果碲化钼阳极材料的粒径小于50nm，制备工艺繁琐且能耗大，增加成本；如果粒径大于200nm，会带来较大的界面电阻，导致锂离子电池容量降低。具体地，所述导电材料为石墨烯、丙烯酸树脂、聚苯胺和聚噻吩中的至少一种；作为优选导电材料选用石墨烯。本实施例还提供一种锂离子电池碲化钼阳极材料制备方法，步骤包括：将1T’型二碲化钼晶体与导电材料按照质量比为19:1-17:3混合球磨，制得碲化钼阳极材料。具体地，还包括制备1T’型二碲化钼晶体的步骤：1)将钼粉和碲粉按照1:2的摩尔比混合，在真空下于800-1000℃烧制72-168小时，得到二碲化钼多晶粉末；2)在800-1000℃下，将所述二碲化钼多晶粉末和四氯化碲混合，烧制72-168小时，之后通过化学气相转移法再结晶，得到二碲化钼晶体；3)将所述二碲化钼晶体在冷水中猝灭，得到1T’型二碲化钼晶体。具体地，所述球磨中转速为300-600rpm，时间为12-48小时。具体地，所述制备1T’型二碲化钼晶体中步骤2)的四氯化碲质量浓度为2.5mg.ml-1-3.0mg.ml-1。四氯化碲起到诱导剂的作用，诱导二碲化钼形成1T’型二碲化钼；如果四氯化碲浓度低于2.5mg.ml-1达不到完全诱导的作用，如果浓度高于3.0mg.ml-1，在反应过程中会有爆炸危险。作为本专利技术锂离子电池碲化钼阳极材料制备方法的一种改进，所述制备1T’型二碲化钼晶体中步骤1)的反应器使用旋转真空密封系统进行封口。将上述碲化钼阳极材料和以金属锂为对电极做成CR2016型纽扣电池，加入固态电解质，在手套箱内进行装配，就得到以石墨烯负载二碲化钼晶体为阳极材料的锂离子电池。下面将结合具体实施例对本专利技术提供的锂离子电池碲化钼阳极材料及其制备方法予以进一步说明。下面描述的实施例是示例性的，仅用于解释本专利技术，而不能理解为对本专利技术的限制。由于导电材料在本专利技术中的作用大致相同，下述实施例中导电材料均选用石墨烯进行示例说明，所述石墨烯是由石墨在球磨机中球磨制得的。实施例1该实施提供一种锂离子电池碲化钼阳极材料，其包含1T’型二碲化钼晶体和包覆在所述1T’型二碲化钼晶体外表面的石墨烯，且石墨烯在碲化钼阳极材料中的质量比为10％。本实施例还提供一种锂离子电池碲化钼阳极材料的制备方法，具体如下：1)将钼粉和碲粉按照1:2的摩尔比混合加入硅安瓿中，使用旋转真空密封系统对硅安瓿进行封口，并加热到800℃烧制72小时，得到二碲化钼多晶粉末；2)将步骤1)制得的二碲化钼多晶粉末和质量浓度为2.7mg.ml-1四氯化碲加入硅安瓿中混合，并加热到900℃烧制100小时，之后通过化学气相转移法再结晶，得到二碲化钼晶体；3)将得到的二碲化钼晶体在冷水中猝灭，得到1T’型二碲化钼晶体；4)取步骤3)中1T’型二碲化钼晶体与石墨以9：1的质量比在400rpm转速下混合球磨24小时，得到粒径为200nm的碲化钼阳极材料。将上述碲化钼阳极材料和以金属锂为对电极做成CR2016型纽扣电池，加入固态电解质，在手套箱内进行装配，就得到以石墨烯负载二碲化钼晶体为阳极材料的锂离子电池。取上述锂离子电池5个，编号为M1-M5，对M1-M5进行容量和循环寿命测试，测试结果见表1、图1和图2。。由表1和图1可以看出，随着电流密度的不断增大，充放电容量逐渐降低，在最大电流密度为1000mA·g-1时，电池的比容量依然可以保持在490mAh·g-1，高于基于石墨的电池的理论比容量372mAh·g-1；电流密度为1000mA·g-1时电池的比容量为490mAh·g-1，与电流密度为100mA·g-1时电池的比本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种锂离子电池碲化钼阳极材料，其特征在于，包含1T’型二碲化钼晶体和包覆在所述1T’型二碲化钼晶体外表面的导电材料，且所述导电材料在碲化钼阳极材料中的质量比为5％‑15％。

【技术特征摘要】
1.一种锂离子电池碲化钼阳极材料，其特征在于，包含1T’型二碲化钼晶体和包覆在所述1T’型二碲化钼晶体外表面的导电材料，且所述导电材料在碲化钼阳极材料中的质量比为5％-15％。2.根据权利要求1所述的锂离子电池碲化钼阳极材料，其特征在于，所述碲化钼阳极材料的粒径为50nm-200nm。3.根据权利要求1所述的锂离子电池碲化钼阳极材料，其特征在于，所述导电材料为石墨烯、丙烯酸树脂、聚苯胺和聚噻吩中的至少一种。4.一种锂离子电池碲化钼阳极材料制备方法，其特征在于，步骤包括：将1T’型二碲化钼晶体与导电材料按照质量比为19:1-17:3混合球磨，制得碲化钼阳极材料。5.根据权利要求4所述的锂离子电池碲化钼阳极材料制备方法，其特征...

【专利技术属性】
技术研发人员：邓飞，马宁，蔡芳昌，江泰槿，
申请(专利权)人：长江大学，湖北常泰欣业科技有限公司，
类型：发明
国别省市：湖北,42