[发明专利]异质结纳米材料、锂离子电池负极极片及锂离子电池

说明书

技术领域

本发明涉及可充电锂离子电池技术，尤其涉及一种制备MoO₃纳米带的方法、MoO₃纳米带、异质结纳米材料、锂离子电池负极极片及锂离子电池。

背景技术

锂离子电池由于其较高的能量密度和较长的循环寿命，已经成为最重要的便携式电子产品和电动汽车的电源。

通常，商业锂离子电池的负极材料为石墨材料，是因为石墨材料在锂的嵌入和脱出的过程中具有很高的循环稳定性。

但是，石墨材料在实际应用中也遇到很多问题，诸如石墨材料的理论容量仅仅为372mAhg-1，很难适应锂离子电池的高的能量密度的需求。

此外，金属氧化物由于其高的理论可逆比容量，也被广泛的用于制备高容量、高能量密度的锂离子电池。但是金属氧化物材料在循环过程中，首次不可逆反应以及在随后的循环过程中容量的快速下降，造成锂离子电池的循环稳定性很低。

近年来，将材料纳米化，尤其是一维纳米结构的使用，大大的提高了材料在锂的嵌入和脱出过程中的机械强度，使得材料能够承受更大的应力，最大化的保持材料在锂离子充放电过程中的结构完整性，从而有效地提高锂离子电池的负极特性。如，金属氧化物一维纳米结构用于锂离子电池的负极，也可以有效地提高材料的循环稳定性，但是由于金属氧化物材料自身的局限性，其可逆比容量和循环稳定性依然没有达到商业锂离子电池的应用要求。

因此，需要一种锂离子电池新型负极，用以提高锂离子电池的的可逆比容量和循环稳定性。

现有技术采用将金属氧化物同碳材料复合，一方面可以提高碳材料的可逆比容量；另一方面也可以提高金属氧化物材料的循环稳定性。参见申请号为CN201010291060.5的中国专利申请，其将石墨烯和二氧化锡复合，并将其用于锂离子电池的负极，可以得到材料首次可逆比容量1000mAhg-1以上，经20次循环后放电比容量依然保持在600mAhg-1，大大的提高了单一的碳材料和金属氧化物材料用作锂离子电池负极的特性。

虽然该技术方案在一定程度上提高了锂离子电池的可逆比容量和循环稳定性，但是其可逆比容量和循环稳定性依然不高。

发明内容

本发明实施例一方面提供一种制备MoO₃纳米带的方法及MoO₃纳米带，以用于使得MoO₃纳米带形貌更加规则，从而有利于提高锂离子电池的可逆比容量和循环稳定性。

本发明实施例另一方面提供一种异质结纳米材料，以用于制备锂离子电池负极极片，从而提高锂离子电池的可逆比容量和循环稳定性。

本发明实施例又一个方面提供一种制备锂离子电池负极极片的方法、锂离子电池负极极片及锂离子电池，以用于提高锂离子电池的可逆比容量和循环稳定性。

本发明实施例提供的一种制备MoO₃纳米带的方法，包括：

将钼酸铵完全溶解在去离子水中，得到混合溶液；

在所述混合溶液中加入浓硝酸后，放入高压反应釜并加热；

冷却清洗得到MoO₃纳米带。

本发明实施例提供的一种采用上述制备MoO₃纳米带的方法制备得到的MoO₃纳米带，形貌更加规则，使得其电化学性能更加优越，以满足锂离子电池的进一步的高可逆比容量和高循环稳定性的要求。

本发明实施例提供的一种异质结纳米材料，包括MoO₃纳米带及包覆在所述MoO₃纳米带表面的合金型嵌锂机制的金属氧化物。

本发明实施例提供的一种制备锂离子电池负极极片的方法，其中，活性材料采用上述异质结纳米材料，包括：

将所述活性材料、导电石墨、羟甲基纤维素CMC及水混合；

用异丙醇将所述混合得到的混合物调匀，并均匀涂布在铜片上，得到涂片；

将所述涂片真空干燥、压片，得到锂离子电池负极极片。

本发明实施例提供的一种采用上述制备锂离子电池负极极片的方法制备得到的锂离子电池负极极片，能够提高锂离子电池的可逆比容量和循环稳定性。

本发明实施例提供的一种设置有上述锂离子电池负极极片的锂离子电池，具有高可逆比容量和高循环稳定性。

附图说明