论文部分内容阅读
作为锂离子电池正极材料,层状岩盐结构的Li-Mo-Cr-O具有高达325 mAh g-4的理论比容量。随充放电循环的进行,其阳离子层逐渐转化为无序混排结构。MoO2作为锂离子电池负极材料具有比容量高,振实密度高等优点,但其导电性差,且储锂机理较复杂。本文采用水热法和固相反应制备了层状Li1.20Mo0.41Cr0.39O2以及碳包覆的Li1.20Mo0.41Cr0.39O2/C正极材料;采用水热法制备了 MoO2纳米颗粒,并通过超声搅拌法制备了 MoO2/Graphene复合材料。通过ICP测试、XRD的Rietveld精修、SEM、TEM对材料的结构和形貌进行了分析,并对材料的电化学性能进行了测试和分析,得到如下结论:1、Li1.20Mo0.41Cr0.39O2正极材料属于六方晶系α-NaFeO2层状结构(R3m空间群),首次充放电后,其金属阳离子层发生了阳离子混排,随着充放电循环的进行,其金属阳离子层混排程度逐渐增大。2、碳包覆的Li1.20Mo0.41Cr0.39O2/C的电化学性能得到较大提高,其首次充电/放电比容量达到270.54/200.2 mAh g-1,首次库伦效率为76.59%。而Li1.20Mo0.41Cr0.39O2的首次充放电比容量为250/160 mAh g-1,首次库伦效率仅有64.6%。3、碳包覆之后的Li1.20Mo0.41Cr0.39O2/C的倍率性能得到较大提高,经过50次不同电流密度的充放电循环之后,再以15 mA g-1的电流密度进行充放电测试,其可逆容量恢复到107.7 mAh g-1,具有良好的容量恢复能力。4、通过水热法制备的MoO2为金红石结构的MoO2,与石墨烯复合并未改变MoO2的晶体结构。MoO2呈现二次颗粒团聚体形貌,其一次颗粒大小约为10-20 nm。与石墨烯复合的MoO2/G样品中石墨烯分散较均匀,MoO2附着在石墨烯片层上。5、添加石墨烯能够有效提高MoO2的电化学性能,MoO2/G-2在1 C电流密度下充电/放电比容量达到314.6/318 mAh g-1,在5 C电流密度下充电/放电比容量还有197.8 mAh g-d/202.5 mAh g-1。添加石墨烯能够减小材料的电荷转移阻抗。