CN104577088A - 二次电池电极材料钼酸锂 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种二次电池电极材料钼酸锂,在一个实施方式中,该电极材料的化学式为Li2-xMoyMzO3-u,其中,-2≤x≤2,0<y≤5,0≤z≤9,-9≤u≤3。M包含选自C、N、F、Na、Mg、Al、Si、P、S、Cl、K、Ca、Sc、Ti、V、Cr、Mn、Fe、Co、Ni、Cu、Zn、Ga、Ge、As、Se、Br、Rb、Sr、Y、Zr、Nb、Mo、Tc、Ru、Rh、Pd、Cd、In、Sn、Sb、Te、I、Cs、Ba、Ta、W、Re、Os、Ir、Pt、Au、Hg、Pb、Bi、Po、At、La、Ce、Pr、Nd、Pm、Sm、Eu、Gd、Tb、Dy、Ho、Er、Tm、Yb、Lu之一或它们之间的组合。该电极材料的特征是,具有非常高的比容量、优异的循环性能、倍率性能和安全性。
Description
技术领域
本发明属于电池技术领域,特别是二次电池的电极材料。
背景技术
随着煤、石油、天然气等化石能源的逐渐枯竭及环境问题的日趋恶化,清洁能源已经备受关注,如太阳能、风能、氢能等。作为新型清洁能源的存储、运输及使用的载体,二次电池面临巨大的发展空间。在多种二次电池中,锂离子电池是一种高效的电能-化学能转化装置,已经广泛应用于手机、数码相机、笔记本电脑等便携式电子产品及电动工具。但是,随着电子技术的飞速发展,功能日益强大的电子产品及电动工具对锂离子电池的性能要求逐渐提高,而电动汽车和智能电网的开发与发展则对锂离子电池的能量密度、功率密度、使用寿命和安全性等性能提出了更高的要求。
自从1991年锂离子电池商业化以来,能量型锂离子电池的能量密度从最初的90Wh/kg提高至210Wh/kg,仍然达不到动力电池所需的能量密度(500Wh/kg)。其中,电极材料是限制锂离子电池能量密度提高的重要因素。目前,正极材料的实际比容量始终徘徊在100-180mAh/g之间,成为提升锂离子电池能量密度的瓶颈。提高锂离子电池正极材料的能量密度,一种方法是开发高电压的(~5.0V)正极材料,如目前已知的LiMPO4(M=Mn、Co等)、LiMn1.5Ni0.5O4等高电压材料;另一种方法是寻找具有高比容量的正极材料(如Mn基富锂正极材料)。由于目前缺少与高电压材料很好匹配的电解液,高电压电极材料的使用受到了限制,其多方面性能也未有定论。所以,具有高比容量但同时又能够在略低电压下工作的材料就成为目前锂离子电池正极材料的首选。
Li2MnO3是目前已知的比容量和能量密度都最高的锂离子电池正极材料,理论比容量达到458mAh/g,因此得到了广泛关注和深入研究。该材料的主要缺点是(1)充电电压高。只有在充电到4.8V及以上时该材料的比容量才能完全发挥出来,在4.5V以下该材料基本没有电化学活性;(2)由于在4.8V以下Mn4+不能继续被氧化,因此该材料的容量发挥必须伴随着氧气的析出,在实际电池中将造成安全隐患;(3)在首次循环中,该材料的结构发生由层状向尖晶石结构的不可逆转变,充电脱出的锂不能完全回到母体材料中,由此导致较低的首次循环效率;(4)Li2MnO3的电导率较低,以其作为正极材料的锂离子电池只能以较低倍率循环。Li2MoO3具有与Li2MnO3相似的晶体结构,理论比容量为339mAh/g。与Li2MnO3相比,Li2MoO3具有一系列优点:(1)脱锂电位较低,目前的大部分商品电解质都能够满足要求。当在2.0-4.5V之间充放电时,Li2MoO3就可以发生Mo4+/Mo6+间的可逆氧化还原反应,可以提供210mAh/g以上的可逆比容量;(2)由于依靠Mo4+/Mo6+氧化还原电对,因此在循环过程中Li2MoO3不需要析出氧气就可以释放容量。因此,以Li2MoO3为正极材料的锂离子电池具有更高的安全性;(3)由于在2.0-4.5V之间循环时,Li2MoO3的结构变化完全可逆,因此该材料无论是在首次循环还是在后续的循环中都具有非常高的库伦效率。首次库伦效率达到98%以上;(4)实验和理论都证明,Li2MoO3具有比Li2MnO3更高的电导率,因此以Li2MoO3构成的锂离子电池将具有更好的倍率性能。同样,以Li2MoO3为母体材料构成的富锂钼基正极材料zLi2MoO3·(1-z)LiM′O2(0<z<1.0,M′包含选自Ni、Co、Mn、Al、Mo、Mg、Ru之一或它们之间的组合)比以Li2MnO3相为母体材料构成的富锂锰基正极材料zLi2MnO3·(1-z)LiM′O2(M′意义同上)也具有更高的安全性、倍率性能和库伦效率。所以,以Li2MoO3相为基构成的正极材料比以Li2MnO3相为基构成的正极材料更具优势。
另外,与锂离子电池相比,钠离子电池因原料成本低、与分解电压低的电解液兼容、安全性高等优点而得到广泛研究,镁离子电池则因其较高的能量密度而成为迄今为止最具有理论前景的适用于电动汽车的新型绿色电池。但是,电极材料同样是制约钠离子电池和镁离子电池发展的重要因素。
二次锂电池和二次钠电池等二次电池与相应的锂离子电池和钠离子电池等的根本区别在于前者都是以相应的金属单质或合金作为电池负极(阳极)的,它们也同样受制于目前正极材料容量偏低等限制。
发明内容
本发明的目的在于突破现有二次电池电极材料的局限性,提供一种高比容量、高倍率性能、高库伦效率且安全性高的二次电池电极材料Li2-xMoyMzO3-u。
本发明的技术方案如下:
本发明所述二次电池电极材料的化学式为Li2-xMoyMzO3-u,其中,-2≤x≤2,0<y≤5,0≤z≤9,-9≤u≤3。M包含选自C、N、F、Na、Mg、Al、Si、P、S、Cl、K、Ca、Sc、Ti、V、Cr、Mn、Fe、Co、Ni、Cu、Zn、Ga、Ge、As、Se、Br、Rb、Sr、Y、Zr、Nb、Mo、Tc、Ru、Rh、Pd、Cd、In、Sn、Sb、Te、I、Cs、Ba、Ta、W、Re、Os、Ir、Pt、Au、Hg、Pb、Bi、Po、At、La、Ce、Pr、Nd、Pm、Sm、Eu、Gd、Tb、Dy、Ho、Er、Tm、Yb、Lu之一或它们之间的组合。
所述的电极材料Li2-xMoyMzO3-u,可以单独作为二次电池电极材料,也可以与其它材料按照一定比例组合后作为二次电池电极材料。
所述的电极材料Li2-xMoyMzO3-u与其它材料的组合方式包括固溶体、超结构、复合、混合与包覆。
所述的电极材料可以作为二次电池的正极材料和添加材料。
所述的电极材料Li2-xMoyMzO3-u,当0≤x<2,0<y≤5,0≤z≤9,-9≤u≤3时,可用于锂离子电池或二次锂电池。
所述的电极材料Li2-xMoyMzO3-u,当-2≤x≤2,0<y≤5,0≤z≤9,-9≤u≤3,M为Na时,可用于钠离子电池或二次钠电池。
所述的电极材料Li2-xMoyMzO3-u,当-2≤x≤2,0<y≤5,0≤z≤9,-9≤u≤3,M为Mg时,可用于镁离子电池。
本发明提供的二次电池电极材料Li2-xMoyMzO3-u的优点在于:
(1)比容量高
以本发明所述的Li2-xMoyMzO3-u为正极材料制作的锂离子电池在2.0-4.5V之间充放电时,可逆比容量达到270mAh/g,目前的高比容量锂离子电池正极材料,如Mn基富锂正极材料在充电到4.8V或以上时才能获得250mAh/g的比容量。所以,Li2-xMoyMzO3-u作为正极材料时具有优异的比容量。当Li2-xMoyMzO3-u作为电极材料的添加材料时,可以显著提高锂离子电池的比容量。
(2)库伦效率高
以本发明所述的Li2-xMoyMzO3-u材料为正极材料制作的锂离子电池库伦效率大于99.8%,远优于Mn基富锂正极材料的母体材料Li2MnO3的库伦效率(约66%)。
(3)循环性能稳定
与Mn基富锂正极材料的母体材料Li2MnO3相比,以本发明所述的Li2-xMoyMzO3-u作为正极材料在脱锂过程中没有氧气析出,所以具有更好的循环稳定性。由于工作电压低,所以目前大部分商品电解液材料都能满足以Li2-xMoyMzO3-u作为正极材料的锂离子电池的要求。以Li2-xMoyMzO3-u作为正极材料制作的锂离子电池可正常循环500周以上时容量保持率仍大于90%。以Li2-xMoyMzO3-u作为钠离子电池和镁离子电池的电极材料时,同样具有优异的循环性能。
(4)倍率性能好
与电导率较低的Mn基富锂正极材料的母体材料Li2MnO3相比,本发明所述的Li2-xMoyMzO3-u电导率高,以其为电极材料或者电极材料的添加材料制备的锂离子电池具有良好的倍率性能。
(5)安全性高
本发明所述的Li2-xMoyMzO3-u结构稳定,与电解液兼容性好,充放电过程中没有氧气析出,提高了电池的安全性。
(6)密度高。Mo比Mn的比重大,因此Li2-xMoyMzO3-u比Mn基富锂正极材料的母体材料Li2MnO3的振实密度高,具有更高的体积能量密度。
(7)易于合成。Li2-xMoyMzO3-u合成方法简单、过程易于控制,而且合成温度不高(不高于800℃),避免了过高温煅烧带来的高成本,生产效率高,适合产业化生产。
附图说明
图1为实施例1中Li2MoO3的XRD图。
图2为实施例1中Li2MoO3的SEM照片。
图3为实施例2中Li2MoO3的首周充放电曲线。
具体实施方式
以下通过具体的实施例对本发明的技术方案做进一步详细描述,以下实施例是对本发明的进一步说明,但不限制本发明的范围。
所述的Li2-xMoyMzO3-u的合成方法包括溶胶凝胶法、共沉淀法、水热法、固相法、燃烧法、化学气相沉积法、物理气相沉积法、脉冲激光沉积法、分子束外延法等,但是不限于所述的这些方法。
本发明所述实施例中锂离子电池的主要构件包括正极片、负极片和隔膜三部分。多孔隔膜***正极和负极之间并充有电解液。正极和负极的一端分别焊上引线后与相互绝缘的电池壳两端或电极柱相连。所述电池可由上述基本结构制成扣式(单层)、圆柱形(多层卷绕)、方形(层叠、Z形折叠或多层卷绕)等多种形状与规格。
电极片制备:在常温常压下将本发明所述正极活性物质与导电炭黑、聚偏氟乙烯(PVDF)的N-甲基吡咯烷酮(NMP)溶液均匀混合(烘干后三者的重量比为80:10:10),制成浆料后均匀涂敷于铝箔集流体上,得到厚度在2~50微米的涂层成为正极片。将此正极片在50℃下烘干后,在20Kg/cm2压力下压紧,然后裁剪成面积为0.8×0.8cm2的正方形作为模拟电池的工作电极。将裁剪后的正方形极片在100℃真空烘箱内烘干12h后成为极片。
以金属锂片作为模拟电池(Swaglock电池)的对电极(锂过量)。
电池组装:将除电解液之外的基本构件如工作电极、对电极、隔膜、电池壳等充分干燥后按常规方法组装成模拟电池。以以上制备的电极片为正极,以金属锂作为负极(负极过量),以PP/PE的多孔膜(Celgard2300)作为隔膜,电解液为混合有机溶剂EC:DMC=1:1(v:v),电解质为1mol/L的LiPF6,在充满Ar气的手套箱中组装成锂离子电池。手套箱中H2O含量和O2含量都小于0.1ppm。
实施例1-4
采用固相法合成Li2MoO3。首先将Li2CO3和MoO3按照1.05:1的比例混合,于600℃加热10h,得到Li2MoO4。将得到的Li2MoO4置于管式炉中,通Ar/H2混合气,在600℃热处理24h,得到Li2MoO3粉末。所得材料的典型XRD和SEM结果分别如图1和2所示。
以所得到的Li2MoO3粉末为电极活性物质制备正极片并装配电池。电极片制备、电池构件及电池组装过程如上所述。电池静置4h之后,采用LAND测试仪对电池进行恒电流(10mA/g)充放电。实施例2中Li2MoO3的首周充放电曲线如图3所示。充放电条件及循环结果列于表1中。
实施例5
采用溶胶凝胶法合成Li2MoO3。按照1.05:1的比例将Li2CO3和MoO3粉末混合均匀,加入到1mol/L的柠檬酸水溶液中。搅拌12h。然后将混合溶液升温至80℃,搅拌干燥24h,得到干凝胶后置于马弗炉内于450℃煅烧2h,得到前驱体。最后,将前驱体置于管式炉中,通Ar/H2混合气,600℃热处理24h,得到Li2MoO3粉末。
以所得到的Li2MoO3粉末为电极活性物质制备正极片并装配电池。电极片制备、电池构件及电池组装同上。电池静置4h之后,采用LAND测试仪对电池进行恒电流(10mA/g)充放电。充放电条件及循环结果列于表1中。
实施例6
采用共沉淀法合成Li2MoO3。首先将(NH4)6Mo7O24·4H2O溶于适量去离子水中并搅拌,然后加入Li2CO3溶液并用氨水调节其pH值至8左右。将所得到的沉淀过滤,并用去离子水清洗干净,于80℃干燥12h后,置于马弗炉内于500℃煅烧5h。将煅烧后的产物研磨并与Li2CO3按照7.35:1的比例混合均匀,置于管式炉,通Ar/H2混合气,600℃热处理24h,得到Li2MoO3粉末。
以所得到的Li2MoO3粉末为电极活性物质制备正极片并装配电池。电极片制备、电池构件及电池组装同上。电池静置4h之后,采用LAND测试仪对电池进行恒电流(10mA/g)充放电。充放电条件及循环结果列于表1中。
实施例7
采用固相法合成Li1.90MoO2.95。将Li2CO3和MoO3按照0.9975:1的比例进行混合,于600℃加热10h,得到Li1.90MoO3.95。然后将Li1.90MoO3.95置管式炉,通Ar/H2混合气,600℃热处理24h,得到Li1.90MoO2.95粉末。
以所得到的Li1.90MoO2.95粉末为电极活性物质制备正极片并装配电池。电极片制备、电池构件及电池组装同上。电池静置4h之后,采用LAND测试仪对电池进行恒电流(10mA/g)充放电。充放电条件及循环结果列于表1中。
实施例8
采用溶胶凝胶法合成Li1.80MoO2.90。首先将Li2CO3和MoO3按照0.945:1的比例进行混合,然后将混合均匀的粉末加入到1mol/L的柠檬酸水溶液中,搅拌12h,使混合物分散均匀。然后将混合溶液升温至80℃搅拌24h,得到干凝胶。将干凝胶置于马弗炉内于450℃煅烧2h,得到前驱体。最后,将前驱体置于管式炉内,通Ar/H2混合气,600℃热处理24h,得到Li1.80MoO2.90粉末。
以所得到的Li1.80MoO2.90粉末为电极活性物质制备正极片并装配电池。电极片制备、电池构件及电池组装同上。电池静置4h之后,采用LAND测试仪对电池进行恒电流(10mA/g)充放电。充放电条件及循环结果列于表1中。
实施例9
采用共沉淀法合成Li1.70MoO2.85。首先将(NH4)6Mo7O24·4H2O溶于适量水中并搅拌,然后加入Li2CO3溶液并用氨水调节其pH值至8左右。将所得到的沉淀过滤,并用去离子水清洗干净,于80℃干燥12h后,置于马弗炉内于500℃煅烧5h。将煅烧后的产物研磨并与Li2CO3按照6.2475:1的比例混合均匀,置于管式炉内,通Ar/H2混合气,600℃热处理24h,得到Li1.70MoO2.85粉末。
以所得到的Li1.70MoO2.85粉末为电极活性物质制备正极片并装配电池。电极片制备、电池构件及电池组装同上。电池静置4h之后,采用LAND测试仪对电池进行恒电流(10mA/g)充放电。充放电条件及循环结果列于表1中。
实施例10
采用固相法合成Li1.60MoO2.80。将Li2CO3和MoO3按照0.84:1的比例进行混合,于600℃加热10h,得到Li1.60MoO3.80。然后将得到的Li1.60MoO3.80置管式炉,通Ar/H2混合气,600℃热处理24h,得到Li1.60MoO2.80粉末。
以所得到的Li1.60MoO2.80粉末为电极活性物质制备正极片并装配电池。电极片制备、电池构件及电池组装同上。电池静置4h之后,采用LAND测试仪对电池进行恒电流(10mA/g)充放电。充放电条件及循环结果列于表1中。
实施例11
采用固相法合成Li1.50MoO2.75。将Li2CO3和MoO3按照0.75:1的比例进行混合,于600℃加热10h,得到Li1.50MoO2.75。然后将得到的Li1.50MoO2.75置管式炉,通Ar/H2混合气,600℃热处理24h,得到Li1.50MoO2.75粉末。
以所得到的Li1.50MoO2.75粉末为电极活性物质制备正极片并装配电池。电极片制备、电池构件及电池组装同上。电池静置4h之后,采用LAND测试仪对电池进行恒电流(10mA/g)充放电。充放电条件及循环结果列于表1中。
实施例12
采用固相法合成Li2MoO3.85。将Li2CO3和MoO3按照1.05:1的比例进行混合,于600℃加热10h,得到Li2MoO4。然后将得到的Li2MoO4置管式炉,通Ar/H2混合气,500℃热处理5h,得到Li2MoO3.85粉末。
以所得到的Li2MoO3.85粉末为电极活性物质制备正极片并装配电池。电极片制备、电池构件及电池组装同上。电池静置4h之后,采用LAND测试仪对电池进行恒电流(10mA/g)充放电。充放电条件及循环结果列于表1中。
实施例13
采用固相法合成Li2MoO3.75。将Li2CO3和MoO3按照1.05:1的比例进行混合,于600℃加热10h,得到Li2MoO4。然后将得到的Li2MoO4置管式炉,通Ar/H2混合气,500℃热处理10h,得到Li2MoO3.75粉末。
以所得到的Li2MoO3.75粉末为电极活性物质制备正极片并装配电池。电极片制备、电池构件及电池组装同上。电池静置4h之后,采用LAND测试仪对电池进行恒电流(10mA/g)充放电。充放电条件及循环结果列于表1中。
实施例14
采用溶胶凝胶法合成Li2MoO3.55。首先将Li2CO3和MoO3按照1.05:1的比例进行混合,然后将混合均匀的粉末加入到1mol/L的柠檬酸水溶液中,搅拌12h,使混合物分散均匀。然后将混合溶液升温至80℃搅拌24h,得到干凝胶。将干凝胶置于马弗炉内于450℃煅烧2h,得到前驱体。最后,将前驱体置管式炉,通Ar/H2混合气,500℃热处理24h,得到Li2MoO3.55粉末。
以所得到的Li2MoO3.55粉末为电极活性物质制备正极片并装配电池。电极片制备、电池构件及电池组装同上。电池静置4h之后,采用LAND测试仪对电池进行恒电流(10mA/g)充放电。充放电条件及循环结果列于表1中。
实施例15
采用固相法合成Li2MoO3.20。将Li2CO3和MoO3按照1.05:1的比例进行混合,于600℃加热10h,得到Li2MoO4。然后将得到的Li2MoO4置管式炉,通Ar/H2混合气,600℃热处理10h,得到Li2MoO3.20粉末。
以所得到的Li2MoO3.20粉末为电极活性物质制备正极片并装配电池。电极片制备、电池构件及电池组装同上。电池静置4h之后,采用LAND测试仪对电池进行恒电流(10mA/g)充放电。充放电条件及循环结果列于表1中。
实施例16
采用固相法合成Li2MoO3.15。将Li2CO3和MoO3按照1.05:1的比例进行混合,于600℃加热10h,得到Li2MoO4。然后将得到的Li2MoO4置管式炉,通Ar/H2混合气,700℃热处理10h,得到Li2MoO3.15粉末。
以所得到的Li2MoO3.15粉末为电极活性物质制备正极片并装配电池。电极片制备、电池构件及电池组装同上。电池静置4h之后,采用LAND测试仪对电池进行恒电流(10mA/g)充放电。充放电条件及循环结果列于表1中。
实施例17
采用共沉淀法合成Li2MoO3.10。首先将(NH4)6Mo7O24·4H2O溶于适量水中并搅拌,然后加入Li2CO3溶液并用氨水调节其pH值至8左右。将所得到的沉淀过滤,并用去离子水清洗干净,于80℃干燥12h后,置于马弗炉内在500℃煅烧5h。将煅烧后的产物研磨并与Li2CO3按照7.35:1的比例混合均匀,置于管式炉内,通Ar/H2混合气,500℃热处理50h,得到Li2MoO3.10粉末。
以所得到的Li2MoO3.10粉末为电极活性物质制备正极片并装配电池。电极片制备、电池构件及电池组装同上。电池静置4h之后,采用LAND测试仪对电池进行恒电流(10mA/g)充放电。充放电条件及循环结果列于表1中。
实施例18
采用固相法合成Li2MoO2.95。将Li2CO3和MoO3按照1.05:1的比例进行混合,于600℃加热10h,得到Li2MoO4。然后将得到的Li2MoO4置管式炉,通Ar/H2混合气,700℃热处理24h,得到Li2MoO2.95粉末。
以所得到的Li2MoO2.95粉末为电极活性物质制备正极片并装配电池。电极片制备、电池构件及电池组装同上。电池静置4h之后,采用LAND测试仪对电池进行恒电流(10mA/g)充放电。充放电条件及循环结果列于表1中。
实施例19
采用固相法合成Li2MoO2.90。将Li2CO3和MoO3按照1.05:1的比例进行混合,于600℃加热10h,得到Li2MoO4。然后将得到的Li2MoO4置管式炉,通Ar/H2混合气,700℃热处理50h,得到Li2MoO2.90粉末。
以所得到的Li2MoO2.90粉末为电极活性物质制备正极片并装配电池。电极片制备、电池构件及电池组装同上。电池静置4h之后,采用LAND测试仪对电池进行恒电流(10mA/g)充放电。充放电条件及循环结果列于表1中。
实施例20
采用固相法合成Li1.80MoO3。将Li2CO3和MoO3按照0.945:1的比例进行混合,于600℃加热10h,得到Li1.8MoO4。然后将得到的Li1.8MoO4置管式炉,通Ar/H2混合气,650℃热处理48h,得到Li1.80MoO3粉末。
以所得到的Li1.80MoO3粉末为电极活性物质制备正极片并装配电池。电极片制备、电池构件及电池组装同上。电池静置4h之后,采用LAND测试仪对电池进行恒电流(10mA/g)充放电。充放电条件及循环结果列于表1中。
实施例21
采用固相法合成Li1.60MoO3。将Li2CO3和MoO3按照1.05:1的比例进行混合,于600℃加热10h,得到Li2MoO4。然后将得到的Li2MoO4置管式炉,通Ar/H2混合气,650℃热处理48h,得到Li2MoO3粉末。最后将适量Li2MoO3粉末置于0.1mol/L的Br2/CHCl3溶液中,遮光并搅拌24h,得到Li1.60MoO3粉末。
以所得到的Li1.60MoO3粉末为电极活性物质制备正极片并装配电池。电极片制备、电池构件及电池组装同上。电池静置4h之后,采用LAND测试仪对电池进行恒电流(10mA/g)充放电。充放电条件及循环结果列于表1中。
实施例22
采用固相法合成Li1.40MoO3。将Li2CO3和MoO3按照1.05:1的比例进行混合,于600℃加热10h,得到Li2MoO4。然后将得到的Li2MoO4置管式炉,通Ar/H2混合气,650℃热处理48h,得到Li2MoO3粉末。最后将适量Li2MoO3粉末置于0.1mol/L的Br2/CHCl3溶液中,遮光并搅拌36h,得到Li1.40MoO3粉末。
以所得到的Li1.40MoO3粉末为电极活性物质制备正极片并装配电池。电极片制备、电池构件及电池组装同上。电池静置4h之后,采用LAND测试仪对电池进行恒电流(10mA/g)充放电。充放电条件及循环结果列于表1中。
实施例23
采用固相法合成Li1.20MoO3。将Li2CO3和MoO3按照1.05:1的比例进行混合,于600℃加热10h,得到Li2MoO4。然后将得到的Li2MoO4置管式炉,通Ar/H2混合气,650℃热处理48h,得到Li2MoO3粉末。最后将适量Li2MoO3粉末置于0.1mol/L的Br2/CHCl3溶液中,遮光并搅拌48h,得到Li1.20MoO3粉末。
以所得到的Li1.20MoO3粉末为电极活性物质制备正极片并装配电池。电极片制备、电池构件及电池组装同上。电池静置4h之后,采用LAND测试仪对电池进行恒电流(10mA/g)充放电。充放电条件及循环结果列于表1中。
实施例24
采用固相法合成Li1.10MoO3。将Li2CO3和MoO3按照1.05:1的比例进行混合,于600℃加热10h,得到Li2MoO4。然后将得到的Li2MoO4置管式炉,通Ar/H2混合气,650℃热处理48h,得到Li2MoO3粉末。最后将适量Li2MoO3粉末置于0.1mol/L的Br2/CHCl3溶液中,遮光并搅拌55h,得到Li1.10MoO3粉末。
以所得到的Li1.10MoO3粉末为电极活性物质制备正极片并装配电池。电极片制备、电池构件及电池组装同上。电池静置4h之后,采用LAND测试仪对电池进行恒电流(10mA/g)充放电。充放电条件及循环结果列于表1中。
实施例25
采用固相法合成LiMoO3。将Li2CO3和MoO3按照1.05:1的比例进行混合,于600℃加热10h,得到Li2MoO4。然后将得到的Li2MoO4置管式炉,通Ar/H2混合气,650℃热处理48h,得到Li2MoO3粉末。最后将适量Li2MoO3粉末置于0.1mol/L的Br2/CHCl3溶液中,遮光并搅拌60h,得到LiMoO3粉末。
以所得到的LiMoO3粉末为电极活性物质制备正极片并装配电池。电极片制备、电池构件及电池组装同上。电池静置4h之后,采用LAND测试仪对电池进行恒电流(10mA/g)充放电。充放电条件及循环结果列于表1中。
实施例26
将LiOH、MoO2和MnO2按照2.1:0.85:0.15的摩尔比称料并混合均匀后,在管式炉氩气气氛中700℃热处理24h,得到Li2Mo0.85Mn0.15O3粉末。用Li2Mo0.85Mn0.15O3制备极片并装配电池。电极片制备、电池构件及电池组装同上。电池静置4h之后,采用LAND测试仪对电池进行恒电流(10mA/g)充放电。充放电条件及循环结果列于表1中。
实施例27
将Li2MoO2和C2NiO4·4H2O按照0.9:0.1的摩尔比称料并分别溶于去离子水中,然后两种溶液加入1mol/L的柠檬酸水溶液中,80℃搅拌干燥12h后,在80℃干燥24h得到干凝胶。将干凝胶置于马弗炉内于450℃煅烧2h,得到前驱体。最后,将前驱体置管式炉,通Ar/H2混合气,600℃热处理24h,得到Li2Mo0.9Ni0.1O2.9粉末。用所得粉末制备极片并装配电池。电极片制备、电池构件及电池组装同上。电池静置4h之后,采用LAND测试仪对电池进行恒电流(10mA/g)充放电。充放电条件及循环结果列于表1中。
实施例28
将Li2CO3、MoO3、和Co(CH3COO)2·4H2O按照1.05:0.9:0.1的摩尔比称料并溶于去离子水中,加入过量草酸溶液后置于水热反应釜中,于180℃保温12h后自然冷却。将反应产物加热搅拌至溶剂完全挥发后,将固体产物在450℃热处理5h后,再置于管式炉,通Ar/H2混合气,700℃热处理24h,得到Li2Mo0.9Co0.1O2.95粉末。用所制备的材料制备极片并装配电池。电极片制备、电池构件及电池组装同上。电池静置4h之后,采用LAND测试仪对电池进行恒电流(10mA/g)充放电。充放电条件及循环结果列于表1中。
实施例29
将LiOH、MoO2和FeC2O4·2H2O按照2.1:0.9:0.1的摩尔比称料并混合均匀后,在管式炉氩气气氛中700℃热处理24h,得到Li2Mo0.9Fe0.1O2.9粉末。用所合成的Li2Mo0.9Fe0.1O2.9制备极片并装配电池。电极片制备、电池构件及电池组装同上。电池静置4h之后,采用LAND测试仪对电池进行恒电流(10mA/g)充放电。充放电条件及循环结果列于表1中。
实施例30
将LiOH、MoO2和Al2(SO4)3按照2.1:0.9:0.05的摩尔比称料并混合均匀后,在管式炉氩气气氛中800℃热处理24h,得到Li2Mo0.9Al0.1O2.95粉末。用所合成的Li2Mo0.9Al0.1O2.95制备极片并装配电池。电极片制备、电池构件及电池组装同上。电池静置4h之后,采用LAND测试仪对电池进行恒电流(10mA/g)充放电。充放电条件及循环结果列于表1中。
实施例31
将LiOH、MoO2和ZrO2按照2.1:0.9:0.1的摩尔比称料并混合均匀后,在管式炉氩气气氛中700℃热处理24h,得到Li2Mo0.9Zr0.1O3粉末。用所制备的Li2Mo0.9Zr0.1O3制备极片并装配电池。用所合成的Li2Mo0.9Zr0.1O3制备极片并装配电池。电极片制备、电池构件及电池组装同上。电池静置4h之后,采用LAND测试仪对电池进行恒电流(10mA/g)充放电。充放电条件及循环结果列于表1中。
实施例32
将Li2CO3、MoO3、和Ti(OC4H9)4按照1.05:0.9:0.1的摩尔比称料并溶于去离子水中,加入过量草酸溶液后置于水热反应釜中,于180℃保温12h后自然冷却。将反应产物加热搅拌至溶剂完全挥发后,将固体产物在450℃热处理5h后,再置于管式炉,通Ar/H2混合气,700℃热处理24h,得到Li2Mo0.9Ti0.1O3粉末。用所制备的Li2Mo0.9Ti0.1O3制备极片并装配电池。电极片制备、电池构件及电池组装同上。电池静置4h之后,采用LAND测试仪对电池进行恒电流(10mA/g)充放电。充放电条件及循环结果列于表1中。
实施例33
将LiOH、MoO2和SnO2按照2.1:0.8:0.2的摩尔比称料并混合均匀后,在管式炉氩气气氛中800℃热处理24h,得到Li2Mo0.8Sn0.2O3粉末。用所合成的Li2Mo0.8Sn0.2O3制备极片并装配电池。电极片制备、电池构件及电池组装同上。电池静置4h之后,采用LAND测试仪对电池进行恒电流(10mA/g)充放电。充放电条件及循环结果列于表1中。
实施例34
将LiOH、MoO2和RuO2按照2.1:0.8:0.2的摩尔比称料并混合均匀后,在管式炉氩气气氛中800℃热处理24h,得到Li2Mo0.8Ru0.2O3粉末。用所合成的Li2Mo0.8Ru0.2O3制备极片并装配电池。电极片制备、电池构件及电池组装同上。电池静置4h之后,采用LAND测试仪对电池进行恒电流(10mA/g)充放电。充放电条件及循环结果列于表1中。
实施例35
将LiOH、MoO2和V2O5按照2.1:0.8:0.1的摩尔比称料并混合均匀后,在管式炉氩氢气氛中800℃热处理24h,得到Li2Mo0.8V0.2O3粉末。用所合成的Li2Mo0.8V0.2O3制备极片并装配电池。电极片制备、电池构件及电池组装同上。电池静置4h之后,采用LAND测试仪对电池进行恒电流(10mA/g)充放电。充放电条件及循环结果列于表1中。
实施例36
将LiOH、MoO2和Ta2O5按照2.1:0.8:0.1的摩尔比称料并混合均匀后,在管式炉氩气气氛中800℃热处理24h,得到Li2Mo0.8Ta0.2O3.1粉末。用所合成的Li2Mo0.8Ta0.2O3.1制备极片并装配电池。电极片制备、电池构件及电池组装同上。电池静置4h之后,采用LAND测试仪对电池进行恒电流(10mA/g)充放电。充放电条件及循环结果列于表1中。
实施例37
将LiOH、MoO2和CaCO3按照2.1:0.8:0.2的摩尔比称料并混合均匀后,在管式炉氩气气氛中800℃热处理24h,得到Li2Mo0.8Ca0.2O2.8粉末。用所合成的Li2Mo0.8Ca0.2O2.8制备极片并装配电池。电极片制备、电池构件及电池组装同上。电池静置4h之后,采用LAND测试仪对电池进行恒电流(10mA/g)充放电。充放电条件及循环结果列于表1中。
实施例38
将LiOH、MoO2和Nb2O5按照2.1:0.85:0.075的摩尔比称料并混合均匀后,在管式炉氩气气氛中800℃热处理24h,得到Li2Mo0.85Nb0.15O3.075粉末。用所合成的Li2Mo0.85Nb0.15O3.075制备极片并装配电池。电极片制备、电池构件及电池组装同上。电池静置4h之后,采用LAND测试仪对电池进行恒电流(10mA/g)充放电。充放电条件及循环结果列于表1中。
实施例39
将LiOH、MoO2和Cr2O3按照2.1:0.9:0.05的摩尔比称料并混合均匀后,在管式炉氩气气氛中800℃热处理24h,得到Li2Mo0.9Cr0.1O2.95粉末。用所合成的Li2Mo0.9Cr0.1O2.95制备极片并装配电池。电极片制备、电池构件及电池组装同上。电池静置4h之后,采用LAND测试仪对电池进行恒电流(10mA/g)充放电。充放电条件及循环结果列于表1中。
实施例40
采用共沉淀法合成Li2Mo0.70Mn0.15Co0.10Ni0.15O3。首先将(NH4)6Mo7O24·4H2O、Mn(CH3COO)2·4H2O、Co(CH3COO)2·4H2O和Ni(CH3COO)2·4H2O按照0.1:0.15:0.1:0.15的摩尔比溶于适量水中并搅拌,然后加入Li2CO3溶液并用氨水调节其pH值至8左右。将所得到的沉淀过滤,并用去离子水清洗干净,于80℃干燥12h后,置于马弗炉内在500℃煅烧5h。将煅烧后的产物研磨并与Li2CO3按照7.35:1的比例混合均匀,置于管式炉内,通Ar/H2混合气,500℃热处理50h,得到Li2Mo0.70Mn0.15Co0.10Ni0.15O3粉末。用所合成的Li2Mo0.70Mn0.15Co0.10Ni0.15O3制备极片并装配电池。电极片制备、电池构件及电池组装同上。电池静置4h之后,采用LAND测试仪对电池进行恒电流(10mA/g)充放电。充放电条件及循环结果列于表1中。
实施例41
将MoO3和尿素按照1:0.1的摩尔比称料并加入去离子水中,搅拌均匀后置于水热反应釜中,于180℃保温12h后自然冷却。将反应产物加热搅拌至溶剂完全挥发后,将固体产物与Li2CO3按照1.05:1的摩尔比混合均匀,置于管式炉,通Ar/H2混合气,700℃热处理24h,得到N掺杂的Li2MoO3粉末。用所制备的N掺杂的Li2MoO3制备极片并装配电池。电极片制备、电池构件及电池组装同上。电池静置4h之后,采用LAND测试仪对电池进行恒电流(10mA/g)充放电。充放电条件及循环结果列于表1中。
实施例42
将实施例1中制备的Li2MoO3与适量NH4F混合均匀后,置于管式炉内,通Ar/H2混合气,于450℃热处理5h,得到Li2MoO2.9F0.2。将Li2MoO2.9F0.2制备极片并装配电池。电极片制备、电池构件及电池组装同上。电池静置4h之后,采用LAND测试仪对电池进行恒电流(10mA/g)充放电。充放电条件及循环结果列于表1中。
实施例43
将Li2CO3、MoO2和Li3PO4·1/2H2O按照摩尔比0.9:1:0.1混合均匀后,在管式炉氩气气氛中700℃热处理24h,得到Li2MoO2.85(PO4)0.1粉末。用Li2MoO2.85(PO4)0.1粉末制备极片并装配电池。电极片制备、电池构件及电池组装同上。电池静置4h之后,采用LAND测试仪对电池进行恒电流(10mA/g)充放电。充放电条件及循环结果列于表1中。
实施例44
将LiOH、NiO和MoO2按照1.8:0.1:1的摩尔比称料并混合均匀后,在管式炉氩气气氛中700℃热处理24h,得到Li1.8Ni0.1MoO3粉末。用所制备的Li1.8Ni0.1MoO3制备极片并装配电池。电极片制备、电池构件及电池组装同上。电池静置4h之后,采用LAND测试仪对电池进行恒电流(10mA/g)充放电。充放电条件及循环结果列于表1中。
实施例45
将LiOH、Co(CH3COO)2·4H2O和MoO2按照1.7:0.1:1的摩尔比称料并混合均匀后,在管式炉氩气气氛中700℃热处理24h,得到Li1.7Co0.1MoO3粉末。用所制备的Li1.7Co0.1MoO3制备极片并装配电池。电极片制备、电池构件及电池组装同上。电池静置4h之后,采用LAND测试仪对电池进行恒电流(10mA/g)充放电。充放电条件及循环结果列于表1中。
实施例46
将LiOH、ZnCO3和MoO2按照1.9:0.05:1的摩尔比称料并混合均匀后,在管式炉氩气气氛中700℃热处理24h,得到Li1.9Zn0.05MoO3粉末。用所制备的Li1.9Zn0.05MoO3制备极片并装配电池。电极片制备、电池构件及电池组装同上。电池静置4h之后,采用LAND测试仪对电池进行恒电流(10mA/g)充放电。充放电条件及循环结果列于表1中。
实施例47
将LiOH、NaOH和MoO2按照1.8:0.2:1的摩尔比称料并混合均匀后,在管式炉氩气气氛中700℃热处理24h,得到Li1.8Na0.2MoO3粉末。用所制备的Li1.8Na0.2MoO3制备极片并装配电池。电极片制备、电池构件及电池组装同上。电池静置4h之后,采用LAND测试仪对电池进行恒电流(10mA/g)充放电。充放电条件及循环结果列于表1中。
实施例48
将NaOH和MoO2按照2:1的摩尔比称料并混合均匀后,在管式炉氩气气氛中700℃热处理24h,得到Na2MoO3粉末。用所制备的Na2MoO3粉末制备极片并装配电池。电极片制备和电池构件同上。电池组装过程为:将除电解液之外的基本构件如工作电极、对电极、隔膜、电池壳等充分干燥后按常规方法组装成模拟电池。以制备好的电极片为正极,以金属Na作为负极(负极过量),以PP/PE的多孔膜(Celgard2300)作为隔膜,电解液为混合有机溶剂EC:DMC=1:1(v:v),电解质为1mol/L的NaPF6,在充满Ar气的手套箱中组装成钠离子电池。手套箱中H2O含量和O2含量都小于0.1ppm。电池静置4h之后,采用LAND测试仪对电池进行恒电流(10mA/g)充放电。充放电条件及循环结果列于表1中。
实施例49
将NaOH、LiOH和MoO2按照1.8:0.2:1的摩尔比称料并混合均匀后,在管式炉氩气气氛中700℃热处理24h,得到Na1.8Li0.2MoO3粉末。用所制备的Na1.8Li0.2MoO3制备极片并装配电池。电极片制备、电池构件及电池组装同实施例48所述。电池静置4h之后,采用LAND测试仪对电池进行恒电流(10mA/g)充放电。充放电条件及循环结果列于表1中。
实施例50
将NaOH、MoO2和MnO2按照2:0.9:0.1的摩尔比称料并混合均匀后,在管式炉氩气气氛中700℃热处理24h,得到Na2Mo0.9Mn0.1O3粉末。用所制备的Na2Mo0.9Mn0.1O3制备极片并装配电池。电极片制备、电池构件及电池组装同实施例48所述。电池静置4h之后,采用LAND测试仪对电池进行恒电流(10mA/g)充放电。充放电条件及循环结果列于表1中。
实施例51
将NaOH和MoO2按照2:1的摩尔比称料并混合均匀后,在管式炉氩气气氛中700℃热处理24h,得到Na2MoO3粉末,然后与适量NH4F混合均匀后,置于管式炉内,通氩氢混合气,于450℃热处理5h,得到Na2MoO2.9F0.2。用所制备的Na2MoO2.9F0.2制备极片并装配电池。电极片制备、电池构件及电池组装同实施例48所述。电池静置4h之后,采用LAND测试仪对电池进行恒电流(10mA/g)充放电。充放电条件及循环结果列于表1中。
实施例52
将MgO和MoO2按照1:1的摩尔比称料并混合均匀后,在管式炉氩气气氛中700℃热处理24h,得到MgMoO3粉末。用所制备的MgMoO3制备极片并装配电池。电极片制备和电池构件同上。电池组装过程为:将除电解液之外的基本构件如工作电极、对电极、隔膜、电池壳等充分干燥后按常规方法组装成模拟电池。以制备好的电极片为正极,以金属Mg作为负极(负极过量),以PP/PE的多孔膜(Celgard2300)作为隔膜,电解液为Mg(AlCl2BuEt)2/THF,在充满Ar气的手套箱中组装成镁离子电池。手套箱中H2O含量和O2含量都小于0.1ppm。电池静置4h之后,采用LAND测试仪对电池进行恒电流(10mA/g)充放电。充放电条件及循环结果列于表1中。
实施例53
将MgO、ZnCO3和MoO2按照0.9:0.1:1的摩尔比称料并混合均匀后,在管式炉氩气气氛中700℃热处理24h,得到Mg0.9Zn0.1MoO3粉末。用所制备的Mg0.9Zn0.1MoO3制备极片并装配电池。电极片制备、电池构件及电池组装同实施例52所述。电池静置4h之后,采用LAND测试仪对电池进行恒电流(10mA/g)充放电。充放电条件及循环结果列于表1中。
实施例54
将MgO、MoO2和MnO2按照1:0.9:0.1的摩尔比称料并混合均匀后,在管式炉氩气气氛中700℃热处理24h,得到MgMo0.9Mn0.1O3粉末。用所制备的MgMo0.9Mn0.1O3制备极片并装配电池。电极片制备、电池构件及电池组装同实施例52所述。电池静置4h之后,采用LAND测试仪对电池进行恒电流(10mA/g)充放电。充放电条件及循环结果列于表1中。
实施例55
将MgO、LiF、和MoO2按照0.8:0.2:1的摩尔比称料并混合均匀后,在管式炉氩气气氛中700℃热处理24h,得到Mg0.8Li0.2MoO2.8F0.2粉末。用所制备的Mg0.8Li0.2MoO2.8F0.2粉末制备极片并装配电池。电极片制备、电池构件及电池组装同实施例52所述。电池静置4h之后,采用LAND测试仪对电池进行恒电流(10mA/g)充放电。充放电条件及循环结果列于表1中。
实施例56-66
按照实施例1中的方法制备Li2MoO3,将其分别与LiCoO2、LiNiO2、LiFePO4、LiNi0.8Co0.2O2、LiMn2O4、LiNi1/3Co1/3Mn1/3O2、LiNi0.4Co0.2Mn0.4O2、LiNi0.85Co0.15O2、Li2MnO3、0.5Li2MnO3·0.5LiNi1/3Co1/3Mn1/3O2、LiNi0.5Mn1.5O4按照1:9的质量比混合后作为正极活性物质制备极片并装配电池。电极片制备、电池构件及电池组装同实施例1所述。电池静置4h之后,采用LAND测试仪对电池进行恒电流(10mA/g)充放电。充放电条件及循环结果列于表2中。
实施例67-77
按照实施例26中的方法制备Li2Mo0.85Mn0.15O3,将其分别与LiCoO2、LiNiO2、LiFePO4、LiNi0.8Co0.2O2、LiMn2O4、LiNi1/3Co1/3Mn1/3O2、LiNi0.4Co0.2Mn0.4O2、LiNi0.85Co0.15O2、Li2MnO3、0.5Li2MnO3·0.5LiNi1/3Co1/3Mn1/3O2、LiNi0.5Mn1.5O2按照3:7的质量比混合后作为正极活性物质制备极片并装配电池。电极片制备、电池构件及电池组装同实施例1所述。电池静置4h之后,采用LAND测试仪对电池进行恒电流(10mA/g)充放电。充放电条件及循环结果列于表2中。
实施例78-88
按照实施例07中的方法制备Li1.90MoO2.95,将其分别与LiCoO2、LiNiO2、LiFePO4、LiNi0.8Co0.2O2、LiMn2O4、LiNi1/3Co1/3Mn1/3O2、LiNi0.4Co0.2Mn0.4O2、LiNi0.85Co0.15O2、Li2MnO3、0.5Li2MnO3·0.5LiNi1/3Co1/3Mn1/3O2、LiNi0.5Mn1.5O2按照5:5的质量比混合后作为正极活性物质制备极片并装配电池。电极片制备、电池构件及电池组装同实施例1所述。电池静置4h之后,采用LAND测试仪对电池进行恒电流(10mA/g)充放电。充放电条件及循环结果列于表2中。
实施例89-99
按照实施例40中的方法制备Li2Mo0.70Mn0.15Co0.10Ni0.15O3,将其分别与LiCoO2、LiNiO2、LiFePO4、LiNi0.8Co0.2O2、LiMn2O4、LiNi1/3Co1/3Mn1/3O2、LiNi0.4Co0.2Mn0.4O2、LiNi0.85Co0.15O2、Li2MnO3、0.5Li2MnO3·0.5LiNi1/3Co1/3Mn1/3O2、LiNi0.5Mn1.5O2按照7:3的质量比混合后作为正极活性物质制备极片并装配电池。电极片制备、电池构件及电池组装同实施例1所述。电池静置4h之后,采用LAND测试仪对电池进行恒电流(10mA/g)充放电。充放电条件及循环结果列于表2中。
实施例100-110
按照实施例44中的方法制备Li1.8Ni0.1MoO3,将其分别与LiCoO2、LiNiO2、LiFePO4、LiNi0.8Co0.2O2、LiMn2O4、LiNi1/3Co1/3Mn1/3O2、LiNi0.4Co0.2Mn0.4O2、LiNi0.85Co0.15O2、Li2MnO3、0.5Li2MnO3·0.5LiNi1/3Co1/3Mn1/3O2、LiNi0.5Mn1.5O2按照9:1的质量比混合后作为正极活性物质制备极片并装配电池。电极片制备、电池构件及电池组装同实施例1所述。电池静置4h之后,采用LAND测试仪对电池进行恒电流(10mA/g)充放电。充放电条件及循环结果列于表2中。
实施例111
将Li2CO3和MoO3按照1.05:1的比例混合,于600℃加热10h,得到Li2MoO4。将其与5wt%的石墨烯混合均匀,置于管式炉,通氩气,600℃热处理24h,得到C包覆的Li2MoO3粉末。用包覆后的材料制备极片并装配电池。电极片制备、电池构件及电池组装同实施例1所述。电池静置4h之后,采用LAND测试仪对电池进行恒电流(10mA/g)充放电。充放电条件及循环结果列于表2中。
实施例112
按照实施例1中的方法制备Li2MoO3,将其进行Al2O3包覆。将适量的Al2(SO4)3和NaOH分别溶于去离子水中。将Li2MoO3分散在Al2(SO4)3的水溶液中,然后将NaOH溶液滴入。混合溶液在80℃搅拌5h后,用去离子水清洗干净,置于80℃烘箱内干燥12h后,置于管式炉,通氩气,600℃热处理2h,得到Al2O3包覆的Li2MoO3。用包覆后的材料制备极片并装配电池。电极片制备、电池构件及电池组装同实施例1所述。电池静置4h之后,采用LAND测试仪对电池进行恒电流(10mA/g)充放电。充放电条件及循环结果列于表2中。
实施例113
按照实施例1中的方法制备Li2MoO3,将其进行MgO包覆。将适量的MgCl2和NaOH分别溶于去离子水中。将Li2MoO3分散在MgCl2的水溶液中,然后将NaOH溶液滴入。混合溶液在80℃搅拌5h后,用去离子水清洗干净后,置于80℃烘箱内干燥12h,然后置于管式炉,通氩气,600℃热处理2h,得到MgO包覆的Li2MoO3。用包覆后的材料制备极片并装配电池。电极片制备、电池构件及电池组装同实施例1所述。电池静置4h之后,采用LAND测试仪对电池进行恒电流(10mA/g)充放电。充放电条件及循环结果列于表2中。
实施例114
按照实施例1中的方法制备Li2MoO3,将其进行TiO2包覆。将Li2MoO3分散在N-甲基吡咯烷酮(NMP)中,然后将Ti(OC4H9)4滴入NMP中。混合溶液在60℃搅拌24h后,置于管式炉,通氩气,于450℃热处理5h,得到TiO2包覆的Li2MoO3。用包覆后的材料制备极片并装配电池。电极片制备、电池构件及电池组装同实施例1所述。电池静置4h之后,采用LAND测试仪对电池进行恒电流(10mA/g)充放电。充放电条件及循环结果列于表2中。
实施例115
按照实施例1中的方法制备Li2MoO3,将其进行ZrO2包覆。采用ALD的方法在120℃的条件下在Li2MoO3粉体表面沉积一层ZrO2,得到ZrO2包覆的Li2MoO3。用包覆后的材料制备极片并装配电池。电极片制备、电池构件及电池组装同实施例1所述。电池静置4h之后,采用LAND测试仪对电池进行恒电流(10mA/g)充放电。充放电条件及循环结果列于表2中。
实施例116
按照实施例1中的方法制备Li2MoO3,将其进行Al(OH)3包覆。将适量的Al(C3H7O)3溶于乙醇中,然后将Li2MoO3分散在Al(C3H7O)3的乙醇溶液中,在80℃搅拌5h后,将过量的去离子水加入溶液中,反应产物在110℃干燥24h后,得到Al(OH)3包覆的Li2MoO3。用包覆后的材料制备极片并装配电池。电极片制备、电池构件及电池组装同实施例1所述。电池静置4h之后,采用LAND测试仪对电池进行恒电流(10mA/g)充放电。充放电条件及循环结果列于表2中。
实施例117
按照实施例1中的方法制备Li2MoO3,将其进行AlPO4包覆。将适量的(NH4)2HPO4和Al(NO3)3分别溶于去离子水中。将Li2MoO3分散在Al(NO3)3的水溶液中,然后将(NH4)2HPO4溶液滴入。混合溶液在80℃搅拌5h后,用去离子水清洗干净。置于80℃烘箱内干燥12h后,置于管式炉,通氩气,700℃热处理5h,得到AlPO4包覆的Li2MoO3。用包覆后的材料制备极片并装配电池。电极片制备、电池构件及电池组装同实施例1所述。电池静置4h之后,采用LAND测试仪对电池进行恒电流(10mA/g)充放电。充放电条件及循环结果列于表2中。
实施例118
按照实施例1中的方法制备Li2MoO3,将其进行Co3(PO4)2包覆。将适量的(NH4)2HPO4和Co(NO3)2·6H2O分别溶于去离子水中。将Li2MoO3分散在Co(NO3)2·6H2O的水溶液中,然后将(NH4)2HPO4溶液滴入。混合溶液在80℃搅拌5h后,用去离子水清洗干净。置于80℃烘箱内干燥12h后,置于管式炉,通氩气,700℃热处理5h,得到Co3(PO4)2包覆的Li2MoO3。用包覆后的材料制备极片并装配电池。电极片制备、电池构件及电池组装同实施例1所述。电池静置4h之后,采用LAND测试仪对电池进行恒电流(10mA/g)充放电。充放电条件及循环结果列于表2中。
实施例119
按照实施例1中的方法制备Li2MoO3,将其进行AlF3包覆。将适量的NH4F和Al(NO3)3分别溶于去离子水中。将Li2MoO3分散在Al(NO3)3的水溶液中,然后将NH4F溶液滴入。混合溶液在80℃搅拌5h后,用去离子水清洗干净。置于80℃烘箱内干燥12h后,置于管式炉,通氩气,400℃热处理5h,得到AlF3包覆的Li2MoO3。用包覆后的材料制备极片并装配电池。电极片制备、电池构件及电池组装同实施例1所述。电池静置4h之后,采用LAND测试仪对电池进行恒电流(10mA/g)充放电。充放电条件及循环结果列于表2中。
实施例120
按照实施例5中的方法制备Li2MoO3,将其进行YF3包覆。将适量的NH4F和Y(NO3)3分别溶于去离子水中。将Li2MoO3分散在Y(NO3)3的水溶液中,然后将NH4F溶液滴入。混合溶液在80℃搅拌5h后,用去离子水清洗干净。置于80℃烘箱内干燥12h后,置于管式炉,通氩气,400℃热处理5h,得到YF3包覆的Li2MoO3。用包覆后的材料制备极片并装配电池。电极片制备、电池构件及电池组装同实施例1所述。电池静置4h之后,采用LAND测试仪对电池进行恒电流(10mA/g)充放电。充放电条件及循环结果列于表2中。
实施例121
按照实施例9中的方法制备Li2MoO3,将其进行PPy包覆。将所制备的Li2MoO3在去离子水中超声0.5h,将适量对苯甲酸钠和吡咯单体溶液加入超声后的溶液中,然后将FeCl3溶液(Py:Fe=1:1)滴入混合溶液内,搅拌冰浴8h后用去离子水和乙醇洗涤干净,置于80℃烘箱干燥12h,得到PPy包覆的Li2MoO3。用包覆后的材料制备极片并装配电池。电极片制备、电池构件及电池组装同实施例1所述。电池静置4h之后,采用LAND测试仪对电池进行恒电流(10mA/g)充放电。充放电条件及循环结果列于表2中。
实施例122
将实施例61中制备的材料与适量葡萄糖溶液混合,倒入水热反应釜,160℃水热反应4h,将所的产物离心分离并用去离子水洗涤三次,60℃烘干后置于管式炉,通氩气,500℃热处理6h,得到C包覆的Li2MoO3/LiNi1/3Co1/3Mn1/3O2粉末。用包覆后的材料制备极片并装配电池。电极片制备、电池构件及电池组装同实施例1所述。电池静置4h之后,采用LAND测试仪对电池进行恒电流(10mA/g)充放电。充放电条件及循环结果列于表2中。
实施例123-126
将实施例61中的材料按照实施例112-115的方法分别进行Al2O3、MgO、TiO2、ZrO2包覆。将包覆后的材料制备极片并装配电池。电极片制备、电池构件及电池组装同实施例1所述。电池静置4h之后,采用LAND测试仪对电池进行恒电流(10mA/g)充放电。充放电条件及循环结果列于表2中。
实施例127-132
采用实施例108中的方法合成出Li1.8Ni0.1MoO3/Li2MnO3,然后按照实施例116-121的方法分别对其进行Al(OH)3、AlPO4、Co3(PO4)2、AlF3、YF3、PPy包覆。将包覆后的材料制备极片并装配电池。电极片制备、电池构件及电池组装同实施例1所述。电池静置4h之后,采用LAND测试仪对电池进行恒电流(10mA/g)充放电。充放电条件及循环结果列于表2中。
实施例133
采用实施例1中的方法合成出Li2MoO3。采用共沉淀法制备LiCoO2包覆的Li2MoO3。将Li2MoO3粉末加入溶有Co(NO3)2·6H2O的溶液中,搅拌均匀后,加入Li2CO3溶液并用氨水调节溶液的pH值至8左右。将所得到的沉淀过滤,并用去离子水清洗干净,于80℃干燥12h后,将产物研磨并与Li2CO3混合均匀(Li:Co=2:1),置于密封的石英管内,然后将石英管置于马弗炉内于800℃热处理12h,得到LiCoO2包覆Li2MoO3的粉末。将包覆后的材料制备极片并装配电池。电极片制备、电池构件及电池组装同实施例1所述。电池静置4h之后,采用LAND测试仪对电池进行恒电流(10mA/g)充放电。充放电条件及循环结果列于表2中。
实施例134
采用实施例1中的方法合成出Li2MoO3。采用共沉淀法制备LiNiO2包覆的Li2MoO3。将Li2MoO3粉末加入溶有Ni(NO3)2·6H2O的溶液中,搅拌均匀后,加入Li2CO3溶液并用氨水调节溶液的pH值至8左右。将所得到的沉淀过滤,并用去离子水清洗干净,于80℃干燥12h后,将产物研磨并与Li2CO3混合均匀(Li:Ni=2:1),置于密封的石英管内,然后将石英管置于马弗炉内于700℃热处理12h,得到LiNiO2包覆Li2MoO3的粉末。将包覆后的材料制备极片并装配电池。电极片制备、电池构件及电池组装同实施例1所述。电池静置4h之后,采用LAND测试仪对电池进行恒电流(10mA/g)充放电。充放电条件及循环结果列于表2中。
实施例135
采用实施例1中的方法合成出Li2MoO3。采用溶胶凝胶法制备LiFePO4包覆的Li2MoO3。将Li2MoO3粉末加入溶有LiNO3、Fe(NO3)3·9H2O、NH4H2PO4、C6H8O7的溶液中(Li:Fe:P=1:1:1),并用稀硝酸调节溶液的pH值至6左右。将溶液加热搅拌至得到干凝胶,然后将产物置于马弗炉内于800℃煅烧6h得到最终包覆产物。将包覆后的材料制备极片并装配电池。电极片制备、电池构件及电池组装同实施例1所述。电池静置4h之后,采用LAND测试仪对电池进行恒电流(10mA/g)充放电。充放电条件及循环结果列于表2中。
实施例136
采用实施例1中的方法合成出Li2MoO3。采用共沉淀法制备LiNi0.8Co0.2O2包覆的Li2MoO3。将Li2MoO3粉末加入溶有Ni(NO3)2·6H2O和Co(NO3)2·6H2O的溶液中,搅拌均匀后,加入Li2CO3溶液并用氨水调节溶液的pH值至8左右。将所得到的沉淀过滤,并用去离子水清洗干净,于80℃干燥12h后,将产物研磨并与Li2CO3混合均匀(Li:Ni:Co=2:0.8:0.2),置于密封的石英管内,然后将石英管置于马弗炉内于800℃热处理12h,得到LiNi0.8Co0.2O2包覆Li2MoO3的粉末。将包覆后的材料制备极片并装配电池。电极片制备、电池构件及电池组装同实施例1所述。电池静置4h之后,采用LAND测试仪对电池进行恒电流(10mA/g)充放电。充放电条件及循环结果列于表2中。
实施例137
采用实施例1中的方法合成出Li2MoO3。采用荣叫凝胶法制备LiMn2O4包覆的Li2MoO3。将Li2MoO3粉末加入溶有LiNO3、Mn(NO3)2和C6H8O7的溶液中(Li:Mn=1:2),于140℃加热搅拌至得到干凝胶,然后将产物置于马弗炉内于800℃煅烧6h得到最终包覆产物。将包覆后的材料制备极片并装配电池。电极片制备、电池构件及电池组装同实施例1所述。电池静置4h之后,采用LAND测试仪对电池进行恒电流(10mA/g)充放电。充放电条件及循环结果列于表2中。
实施例138-143
将LiNi1/3Co1/3Mn1/3O2、LiNi0.4Co0.2Mn0.4O2、LiNi0.85Co0.15O2、Li2MnO3、0.5Li2MnO3·0.5LiNi1/3Co1/3Mn1/3O2、LiNi0.5Mn1.5O2分别进行Li2MoO3包覆。将(NH4)6Mo7O24·4H2O溶于适量水中并搅拌,然后分别加入LiNi1/3Co1/3Mn1/3O2、LiNi0.4Co0.2Mn0.4O2、LiNi0.85Co0.15O2、Li2MnO3、0.5Li2MnO3·0.5LiNi1/3Co1/3Mn1/3O2、LiNi0.5Mn1.5O2,搅拌2h后,将Li2CO3溶液加入并用氨水调节其pH值至8左右。将所得到的沉淀分别过滤,并用去离子水清洗干净,于80℃干燥12h后,置于马弗炉内于500℃煅烧5h。将煅烧后的产物研磨并与Li2CO3按照7.35:1的比例混合均匀,置于管式炉内,通氩气,500℃热处理50h,得到最终包覆产物。将包覆后的材料制备极片并装配电池。电极片制备、电池构件及电池组装同实施例1所述。电池静置4h之后,采用LAND测试仪对电池进行恒电流(10mA/g)充放电。充放电条件及循环结果列于表2中。
实施例144-150
采用固相法制备实施例144-150中的材料。将Li2CO3、MoO3、MnCO3、Co(CH3CO)2·4H2O和Ni(CH3COO)2·4H2O、ZrO2按照化学计量比进行配料,其中Li的摩尔量过量1%-10%。将原料混合均匀后,置于马弗炉内于800℃热处理24h。将得到的反应产物制备极片并装配电池。电极片制备、电池构件及电池组装同实施例1所述。电池静置4h之后,采用LAND测试仪对电池进行恒电流(10mA/g)充放电。充放电条件及循环结果列于表2中。
表1.各实施例中Li2-xMoyMzO3-u的电化学循环性能
表2.各实施例中Li2MoO3与其它电极材料复合的电化学循环性能
Claims (2)
1.二次电池电极材料钼酸锂,其化学式为Li2-xMoyMzO3-u,其中,-2≤x≤2,0<y≤5,0≤z≤9,-9≤u≤3,M包含选自C、N、F、Na、Mg、Al、Si、P、S、Cl、K、Ca、Sc、Ti、V、Cr、Mn、Fe、Co、Ni、Cu、Zn、Ga、Ge、As、Se、Br、Rb、Sr、Y、Zr、Nb、Mo、Tc、Ru、Rh、Pd、Cd、In、Sn、Sb、Te、I、Cs、Ba、Ta、W、Re、Os、Ir、Pt、Au、Hg、Pb、Bi、Po、At、La、Ce、Pr、Nd、Pm、Sm、Eu、Gd、Tb、Dy、Ho、Er、Tm、Yb、Lu之一或它们之间的组合。
2.如权利要求1的电极材料,所述Li2-xMoyMzO3-u可以作为二次电池的正极材料用于二次锂电池、锂离子电池、二次钠电池、钠离子电池、镁离子电池和锂-硫电池。
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