一种二氧化钼@二氧化钛@氮掺杂碳纳米复合材料及其锂离子电池负极的制备方法技术

本发明专利技术涉及锂离子电池材料技术领域内一种二氧化钼@二氧化钛@氮掺杂碳纳米复合材料及其锂离子电池负极的制备方法，以聚苯乙烯球为模板，无水乙醇为溶剂，以钛酸四丁酯为钛源，在乙腈和氨水存在的条件下，搅拌反应制备核壳结构的PS@TiO2纳米球，然后在氮气保护下煅烧获得中空的TiO2纳米球；再将中空的TiO2纳米球分散在去离子水中，以四水合钼酸铵为钼源，在聚乙烯吡咯烷存在的条件下水热法，在中空的TiO2纳米球内封装二氧化钼纳米粒子，得到核壳结构MoO2@TiO2纳米球；再将MoO2@TiO2纳米球与盐酸多巴胺分散液Tris缓冲液，搅拌反应制备聚多巴胺包裹的MoO2@TiO2@PDA微球，最后将MoO2@TiO2@PDA微球氮气保护下煅烧得到综合电性能优良的多孔核壳结构的二氧化钼@二氧化钛@氮掺杂碳纳米复合材料MoO2@TiO2@NC。@NC。@NC。

【技术实现步骤摘要】
一种二氧化钼@二氧化钛@氮掺杂碳纳米复合材料及其锂离子电池负极的制备方法


[0001]本专利技术涉及锂离子电池材料
，特别涉及一种用于制作锂离子电池负极的多孔核壳球形二氧化钼@二氧化钛@氮掺杂碳纳米复合材料的制备方法及其锂离子电池负极材料。

技术介绍

[0002]锂离子电池作为领先的电化学能量存储装置，经过几十年的发展，在便携式电子产品领域的应用取得了巨大的成就。随着新能源电动汽车等新兴储能领域的发展，对电极材料的选取提出了更高的要求，而传统的商业化石墨负极材料显然已不能满足众多市场需求。二氧化钼作为过渡金属氧化物的一种，因其具有相对较高的容量、高密度、低电阻率等特性，有望成为电子发射系统或电动汽车所需的电极材料。然而MoO2作为锂离子电池负极材料在实际应用中存在着较大的体积膨胀，将MoO2纳米颗粒的尺寸减小至纳米级甚至量子点是解决该问题的有效方法。然而，纳米级的MoO2在一定程度上会发生不可避免的氧化反应，通常在MoO2的表面上形成绝缘的MoO3层，进而导致电化学活性的降低。一种有效的改善方法是通过将MoO2纳米颗粒封装在独特的纳米结构本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种二氧化钼@二氧化钛@氮掺杂碳纳米复合材料的制备方法，其特征在于，以聚苯乙烯球为模板，无水乙醇为溶剂，以钛酸四丁酯为钛源，在乙腈和氨水存在的条件下，搅拌反应制备核壳结构的PS@TiO2纳米球，然后在氮气保护下煅烧获得中空的二氧化钛纳米球；再将中空的二氧化钛纳米球分散在去离子水中，以四水合钼酸铵为钼源，在聚乙烯吡咯烷存在的条件下水热法，在中空的TiO2纳米球内封装二氧化钼纳米粒子，得到核壳结构MoO2@TiO2纳米球；再将MoO2@TiO2纳米球与盐酸多巴胺分散液Tris缓冲液，搅拌反应制备聚多巴胺包裹的MoO2@TiO2@PDA微球，最后将MoO2@TiO2@PDA微球氮气保护下煅烧得到多孔核壳结构的二氧化钼@二氧化钛@氮掺杂碳纳米复合材料MoO2@TiO2@NC。2.根据权利要求1所述的二氧化钼@二氧化钛@氮掺杂碳纳米复合材料的制备方法，其特征在于，所述钛酸四丁酯、四水合钼酸铵和盐酸多巴胺的质量的比例为：（95～100）：（66～70）：3。3.根据权利要求1所述的二氧化钼@二氧化钛@氮掺杂碳纳米复合材料的制备方法，其特征在于，所述聚苯乙烯球通过如下步骤制备：第一步，将体积比为（33～36）:1的苯乙烯单体和甲基丙烯酸加入去离子水中，所述去离子水中的体积为苯乙烯单体和甲基丙烯酸体积各的4～4.2倍，混合搅拌加热至90～100 ℃得到混合溶液A；第二步，将过硫酸铵和去离子水按15～16 g/100 mL质量体积比均匀混合得到溶液B；第三步，量取体积比为（180～190）：100的A溶液和B溶液同，保持溶液A的温度并向溶液A中加入溶液B，混合后在恒温下搅拌2～4 h，待反应结束后使用去离子水和乙醇交替离心洗涤，最后将固相于50～60 ℃的真空环境下干燥10～12 h，得到聚苯乙烯球。4.根据权利要求2所述的二氧化钼@二氧化钛@氮掺杂碳纳米复合材料的制备方法，其特征在于，核壳结构PS@TiO2纳米球的具体制备过程为：将聚苯乙烯球按70～75mg/100mL的浓度分散于去离子水中，然后加入分散液体积25～30%的乙腈，搅拌混合后，按乙腈和氨水的体积比为（33～36）:1的比例加入氨水，继续搅拌混合，再按聚苯乙烯球与钛酸四丁酯质...

【专利技术属性】
技术研发人员：杨占军，朱海兵，吴张南，李娟，
申请(专利权)人：扬州大学，
类型：发明
国别省市：