本發(fā)明涉及納米材料及其應(yīng)用領(lǐng)域，尤其涉及一種鉬酸鈷/碳納米棒的制備方法及其在鋰離子電池中的應(yīng)用。

背景技術(shù)：

鋰離子電池電化學(xué)性能的提高關(guān)鍵在于選擇合適的電極材料。石墨作為目前廣泛商業(yè)化的鋰離子電池負(fù)極材料，具有成本低、循環(huán)穩(wěn)定性良好的優(yōu)點(diǎn)，但其嵌鋰電位低，充放電過程中鋰金屬的沉積造成了一定的安全隱患，因此開發(fā)其它高容量、循環(huán)性能好的負(fù)極材料仍然是鋰電池領(lǐng)域的研究重點(diǎn)。

鉬酸鈷由于具有穩(wěn)定的晶體結(jié)構(gòu)，可應(yīng)用于鋰離子負(fù)極材料、超級電容器電極材料以及催化劑等，并呈現(xiàn)出了良好的電化學(xué)性能和催化活性，因此在能量存儲和催化領(lǐng)域擁有廣闊的應(yīng)用前景。在合成工藝方面，鉬酸鈷納米材料的可控合成方法主要有溶膠- 凝膠法、微波輻射法和水熱法等，但合成出形貌規(guī)整、尺寸均勻、分散性良好的鉬酸鈷一維納米材料仍具有一定難度，且合成產(chǎn)物多為性能較低的片狀、顆粒狀或棒狀結(jié)構(gòu)，而應(yīng)用于鋰離子電池的性能良好的鉬酸鈷納米棒復(fù)合材料并未見報道，這在很大程度上限制了該材料的廣泛應(yīng)用和發(fā)展。針對上述問題，本發(fā)明專利提供一種鉬酸鈷/碳納米棒復(fù)合材料的制備方法，其采用溶劑熱法成功制備出了形貌可控的碳附著在鉬酸鈷表面的納米棒材料，且該材料表現(xiàn)出了良好的電化學(xué)性能，該制備方法同時也對其他鉬酸鹽復(fù)合材料的合成具有一定的指導(dǎo)意義。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的在于提供一種鉬酸鈷/碳納米棒的制備方法及其在鋰離子電池中的應(yīng)用，該方法操作簡便，成本低，產(chǎn)率高，且得到的產(chǎn)品純度高，可以大規(guī)模合成。鉬酸鈷/碳納米棒應(yīng)用于鋰離子電池時具有高的比容量、良好的循環(huán)穩(wěn)定性等優(yōu)點(diǎn)，具有廣闊的應(yīng)用前景。

本發(fā)明的鉬酸鈷/碳納米棒的制備方法具體步驟為：

（1）分別將2-5克的鉬酸銨和2-5克的氯化鈷加入到30毫升去離子水中，充分?jǐn)嚢柚列纬赏该魅芤海?/p>

（2）將1-3克的葡萄糖加入到步驟（1）的混合溶液中，80℃下恒溫攪拌8-10小時，所得預(yù)產(chǎn)品用無水乙醇清洗3-5次，干燥；

（3） 將所得預(yù)產(chǎn)品置于氮?dú)鈿夥諣t中500℃煅燒，最終獲得鉬酸鈷/碳納米棒。

本發(fā)明的鉬酸鈷/碳納米棒復(fù)合材料應(yīng)用于鋰離子電池中，作為儲理材料。鉬酸鈷/碳納米棒用于鋰離子電池的組裝方法為：將鉬酸鈷/碳納米棒、乙炔黑和聚四氟乙烯按質(zhì)量比為5:3:2混合研磨均勻后涂在銅箔上，真空干燥后作為負(fù)極，以金屬鋰片作為參比電極和對電極，以1摩爾/升LiPF₆/EC-DMC溶液作為電解質(zhì)，在手套箱中組裝成所述鋰離子電池， 其中EC與DMC的體積比為1:1。

本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)在于：本發(fā)明提供了一種鉬酸鈷/碳納米棒的制備方法，其操作簡便、成本低、純度高、產(chǎn)量高、性能優(yōu)異；采用該鉬酸鈷/碳納米棒作為鋰離子電池儲鋰材料，具有容量高、循環(huán)性能良好等優(yōu)異性能。

附圖說明

圖1為本發(fā)明所制得的鉬酸鈷/碳納米棒的XRD圖。

圖2為本發(fā)明所制得的鉬酸鈷/碳納米棒的掃描電鏡圖。

圖3為本發(fā)明所制得的鉬酸鈷/碳納米棒作為負(fù)極材料的鋰離子電池的放電比容量和循環(huán)次數(shù)關(guān)系圖。

具體實(shí)施方式

以下結(jié)合具體實(shí)施例充分說明本發(fā)明，但本發(fā)明不僅限于此。

實(shí)施例1

一種鉬酸鈷/碳納米棒的制備方法，包括以下步驟：

（1）分別將2克的鉬酸銨和2克的氯化鈷加入到30毫升去離子水中，充分?jǐn)嚢柚列纬赏该魅芤海?/p>

（2）將1克的葡萄糖加入到步驟（1）的混合溶液中，80℃下恒溫攪拌8小時，所得預(yù)產(chǎn)品用無水乙醇清洗3次，干燥；

（3） 將所得預(yù)產(chǎn)品置于氮?dú)鈿夥諣t中500℃煅燒，最終獲得鉬酸鈷/碳納米棒。

將所得鉬酸鈷/碳納米棒材料用于組裝鋰離子電池，其組裝過程包括：將鉬酸鈷/碳納米棒、乙炔黑和聚四氟乙烯按質(zhì)量比為5:3:2混合研磨均勻后涂在銅箔上，真空干燥后作為負(fù)極材料，以金屬鋰片作為參比電極和對電極，以1摩爾/升LiPF₆/EC-DMC溶液作為電解質(zhì)，在充滿氬氣的手套箱中組裝成所述鋰離子電池，其中EC與DMC的體積比為1:1。

本實(shí)施例組裝的鋰離子電池在100 mA g^-1電流密度下循環(huán)充放電100次后，放電比容量為565 mAh g^-1，表明了其良好的循環(huán)穩(wěn)定性能。

實(shí)施例2

一種鉬酸鈷/碳納米棒的制備方法，包括以下步驟：

（1）分別將5克的鉬酸銨和5克的氯化鈷加入到30毫升去離子水中，充分?jǐn)嚢柚列纬赏该魅芤海?/p>

（2）將2克的葡萄糖加入到步驟（1）的混合溶液中，80℃下恒溫攪拌10小時，所得預(yù)產(chǎn)品用無水乙醇清洗5次，干燥；

（3） 將所得預(yù)產(chǎn)品置于氮?dú)鈿夥諣t中500℃煅燒，最終獲得鉬酸鈷/碳納米棒。

將所得鉬酸鈷/碳納米棒用于組裝鋰離子電池，其組裝過程包括：將鉬酸鈷/碳納米棒、乙炔黑和聚四氟乙烯按質(zhì)量比為5:3:2混合研磨均勻后涂在銅箔上，真空干燥后作為負(fù)極材料，以金屬鋰片作為參比電極和對電極，以1摩爾/升LiPF₆/EC-DMC溶液作為電解質(zhì)，在充滿氬氣的手套箱中組裝制成所述鋰離子電池，其中EC與DMC的體積比為1:1。

本實(shí)施例組裝的鋰離子電池在100 mA g^-1電流密度下循環(huán)充放電100次后，放電比容量為565 mAh g^-1，表明了其良好的循環(huán)穩(wěn)定性能。