【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及电化学储能，特别是涉及一种本征zn缺陷核壳结构znmoo3/c微球及其制备方法和应用。
技术介绍
1、为了响应碳中和的号召，目前亟需攻克的关键难题是寻找高能量密度、环保和高安全的适合大规模储能和快速充放电的先进电化学储能器件。锂离子电池因高能量密度和良好的循环稳定性被广泛应用于便携式电子产品和新能源电动汽车等领域。然而，日益增长的锂离子电池需求与地球上锂资源稀缺和分布不均匀不相匹配，因此需要寻找一种可行的替代方案。由于钠资源丰富、价格低廉且与锂的电子结构和嵌锂性质相似，适用于锂离子电池的“摇椅式”电池理论模型同样适用于钠离子电池，因此钠离子电池被认为最有可能取代锂离子电池用于大规模能源存储系统。
2、负极材料作为钠离子电池重要组成部分，是实现高能量密度钠离子电池的关键一环。然而，适合锂离子电池的石墨负极因容量有限和易引起钠支晶生长带来的安全隐患而不适用于钠离子电池；合金型材料虽具有较高的理论比容量，但是在充放电过程中会发生体积膨胀，使得电极材料粉化，导致循环寿命短；而有机负极材料具有易在电解液中溶解、电子导电性差、能量密度相对较低等缺点。因此，寻找新型廉价的具有高比容量，循环稳定性好的负极材料尤为迫切。
3、基于转换反应机制的过渡金属氧化物拥有理论比容量高、来源广泛及安全性强的特点，成为极具吸引力的负极候选材料。其中，过渡金属氧化物中的钼基材料具有丰富的物理化学性质，可调控的价态和易于钠离子嵌入的层状结构，被广泛认为是最有前途的钠离子电池负极材料之一。同时，双金属氧化物由于可以提供更丰富的氧
技术实现思路
1、基于上述内容，本专利技术提供一种本征zn缺陷核壳结构znmoo3/c微球及其制备方法和应用。znmoo3/c的核壳多孔结构不仅有利于活性界面的有效暴露以及电解液的浸润，还与碳层协同建立了良好的电子/离子传输高速通道，促进了快速且稳定的钠存储。此外，本征zn缺陷的存在有效的提高电极表面钠离子的存储能力，进一步加速了扩散动力学。znmoo3/c的核壳骨架结构和缺陷工程协同加快了钠离子电池的循环稳定性以及倍率性能。
2、为实现上述目的，本专利技术提供了如下方案：
3、本专利技术技术方案之一，一种本征zn缺陷核壳结构znmoo3/c微球的制备方法，包括以下步骤：
4、将锌盐和钼盐分散在混合有机溶剂中，进行溶剂热反应，得到前驱体a；
5、将所述前驱体a进行烧结，得到前驱体b；
6、将所述前驱体b在混合气氛下进行煅烧，得到所述本征zn缺陷核壳结构znmoo3/c微球；
7、所述混合气氛为氢气、氩气混合气氛。
8、本专利技术技术方案之二，根据上述的制备方法制备得到的本征zn缺陷核壳结构znmoo3/c微球。
9、本专利技术技术方案之三，上述的本征zn缺陷核壳结构znmoo3/c微球在钠离子电池中的应用。
10、本专利技术技术方案之四，一种钠离子电池负极材料，原料包括上述的本征zn缺陷核壳结构znmoo3/c微球。
11、本专利技术技术方案之五，一种钠离子电池，包括上述的钠离子电池负极材料。
12、本专利技术公开了以下技术效果：
13、本专利技术方法简单、高效、重复性高，无需额外添加碳源。
14、本专利技术方法利用独特的多孔核壳结构建立了一个极其稳定的框架，使znmoo3/c暴露出丰富的活性界面提高了容量，缩短钠离子扩散路径，加快了反应动力学。此外，znmoo3/c的核壳结构提供了充足的体积缓冲空间，有利于稳定的储钠行为。
15、本专利技术znmoo3/c中本征zn缺陷的存在有效的提高了电极表面钠离子的存储能力，加速了钠离子扩散动力学。利用本专利技术方法制备的znmoo3/c在钠离子电池负极材料中表现出高比容量，长循环寿命和优异的倍率性能。
本文档来自技高网...【技术保护点】
1.一种本征Zn缺陷核壳结构ZnMoO3/C微球的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述锌盐为硝酸锌、硫酸锌、醋酸锌、氯化锌、氟化锌和溴化锌中的至少一种；所述钼盐为钼酸钠、钼酸铵和乙酰丙酮钼中的至少一种；所述混合有机溶剂为甲醇、乙醇、异丙醇、丙酮、二甲基甲酰胺、乙腈和甘油中的至少两种；所述锌盐和钼盐的摩尔比为1:1；所述锌盐在混合有机溶剂中的浓度为3~15mmol/L。
3.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述溶剂热反应的温度为120~180℃，时间为6~12 h。
4.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述烧结具体为，在空气气氛中，以2~8 ℃ min-1的速率升温至300~500 ℃保温0.5~5.0 h。
5.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述混合气氛中氢气与氩气的体积比为(0~10):(90~100)。
6.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述煅烧具体为以2~8 ℃ min-1的速率升温至400~700 ℃保温1~10 h。
7.根据权利要求1~6任一项所述的制备方法制备得到的本征Zn缺陷核壳结构ZnMoO3/C微球。
8.如权利要求7所述的本征Zn缺陷核壳结构ZnMoO3/C微球在钠离子电池中的应用。
9.一种钠离子电池负极材料，其特征在于，原料包括权利要求7所述的本征Zn缺陷核壳结构ZnMoO3/C微球。
10.一种钠离子电池，其特征在于，包括权利要求9所述的钠离子电池负极材料。
...【技术特征摘要】
1.一种本征zn缺陷核壳结构znmoo3/c微球的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述锌盐为硝酸锌、硫酸锌、醋酸锌、氯化锌、氟化锌和溴化锌中的至少一种；所述钼盐为钼酸钠、钼酸铵和乙酰丙酮钼中的至少一种；所述混合有机溶剂为甲醇、乙醇、异丙醇、丙酮、二甲基甲酰胺、乙腈和甘油中的至少两种；所述锌盐和钼盐的摩尔比为1:1；所述锌盐在混合有机溶剂中的浓度为3~15mmol/l。
3.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述溶剂热反应的温度为120~180℃，时间为6~12 h。
4.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述烧结具体为，在空气气氛中，以2~8 ℃ min-1的速率升温至300~500 ℃保温0...
【专利技术属性】
技术研发人员：王高裕，张伟，吴家伟，樊文博，黄少铭，
申请(专利权)人：广东工业大学，
类型：发明
国别省市：
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。