本发明砖利技术公开了一种新型锂/
钠离子电池用sb2moo6复合金属氧化物纳米材料的制备方法。以无机锑盐如氟化锑、氯化锑等作为锑源，以钼酸钠、钼酸铵等作为钼源，在水(或其醇类混合溶剂中)形成混合均匀的前驱体溶液，通过(微波)水热法在不同温度下(120～200℃)反应，得到具有等级结构的sb2moo6复合金属氧化物纳米材料。本发明砖利技术提出的锂\
钠离子电池负极材料，制备方法步骤简单，成本低廉，材料结构可控，具有优异的电化学性能。
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【技术实现步骤摘要】
本砖利技术属于锂/钠离子电池电极材料的制备与应用领域，特别涉及一种新型复合金属氧化物sb2moo6负极材料的制备方法。
技术介绍
锂离子电池具有比能量高、电池电压高、工作温度范围宽、储存寿命长等优点，已广泛应用于军事和民用小型电器中。当前，锂离子电池已经成为智能手机、平板电脑、手提电脑、无线电动工具以及许多军事、航空航天电子产品的不可替代电源，成为我们日常生活离不开的一部分。目前，商业化的锂离子电池负极材料一般为石墨类材料或者以碳作为基质的材料，然而，由于石墨本身结构特性的制约，实际容量已基本达到其理论极限容量，限制了石墨类负极材料在高能量密度化学电源上的应用。另外，实际应用中碳负极也暴露出许多缺陷，如在有机电解液中会形成钝化层，引起初始容量损失，非石墨类碳材料存在明显的电压滞后现象，并且碳电极的性能容易受制备工艺的影响等，这些因素直接制约了锂离子电池的进一步发展，难以满足新能源汽车、新能源发电和智能电网能量储存与转换的重大需求。此外，由于锂资源在全球范围内逐渐减少，下一代便携电子设备将可能不再采用锂离子电池供电。其中一个引人注目的潜在替代者便是钠离子电池，这是因为钠元素廉价、无毒且储量丰富。目前，钠离子电池*大的缺点之一是电池的充、放电时间过长，同时缓慢的放电速率不能给大功率设备输出足够的功率密度。因此，亟需开发高能量密度化学电源，开发容量密度高、循环寿命长、安全性能好的锂/钠离子电池负极材料成为当前能源领域的重要研究方向。三元金属复合氧化物(ternarymetaloxides，tmos)具有良好的光学、电学、磁学性能，是重要的激光材料、热释电材料、压电材料和强磁性材料等，应用极为广泛。以其作为锂电池负极材料的可逆容量远高于商用的碳材料，因此受到大量研究。而含有钼元素的复合氧化物(mo-tmos)成为该系列材料研究的热点，因为钼元素具有较高的氧化态( 6价)。近几年，已有诸多工作报道指出：mo-tmos系列材料在锂离子电池负极材料中有着极为潜在的应用价值，具体表现为该系列材料**库伦效率高，循环寿命长，容量较高等，具有优异的电化学特性。例如，新加坡国立大学研究组通过热解法合成钼酸钴(comoo4)纳米颗粒，在100ma/g电流密度下，经过50次充放电循环后容量为～1000mah/g；香港城市大学研究组通过溶剂热法合成钼酸铁(femoo4)纳米棒，在1a/g电流密度下，经过1000次充放电循环后，容量高达1100mah/g。研究人员认为，femoo4具有极高的循环容量是因为铁和钼都呈高价态(分别为 3， 6价)，fe3 和mo6 能够分别与li 发生脱嵌反应，相比单金属氧化物能够在**次放电过程中插入更多的li；复旦大学研究组在探究bi2wo6电化学反应机理时提出multiple-center反应机制，同样指出bi2wo6具有高循环容量是由于bi3 和w6 呈高价态，同时作为反应中心与li 进行脱嵌，在**次放电过程中，能够结合10个li，并通过xrd、tem等手段验证了bi3 /bi0和w6 /wx (x＜6)的存在。与bi处在同一主族的锑(sb)由于其单质和氧化物具有优异的电化学性能，锑基负极材料已经被认为是*具有前景之一的锂/钠离子负极材料，近期韩国先进科学与技术研究院研究组通过电镀法合成了平均粒径为500nm的sb/sb2o3纳米球，在66ma/g电流密度下，经过100次充放电循环后，钠电容量仍能保持在600mah/g。然而在mo-tmos系列材料中，鲜有关于sb2moo6材料的报道，仅有早期sb2moo6关于高温固相反应的合成和晶体结构方面的工作，所以有必要去系统研究sb2moo6材料。
技术实现思路
本砖利技术旨在通过新的合成方法制备新型锂/钠离子电池负极材料。开发了溶液法合成高度结晶、具有严格化学计量比的三元复合金属氧化物sb2moo6纳米材料，并**报道了其在锂/钠离子电池上的应用，且通过各类表征手段探究sb2moo6材料的晶体结构和电化学反应机制。相较于传统的高温固相合成方法(具有反应时间长，温度高，成分难控、尺寸大且不可控等缺点)，本砖利技术通过(微波)水热法在低温(120℃-220℃)下即可制备出结晶性好，形貌均一的纯相sb2moo6纳米结构，且反应时间短(0.5-5小时)。通过锑/钼源材料的选择、反应温度、溶剂等的选取，可实现尺寸和形貌的调控。以其作为锂/钠离子电池负极材料，表现出了优异的电化学性能。本砖利技术通过如下技术方案实现，以微波水热法作为合成方法为例，具体步骤为：1)通过超声、搅拌等手段将按一定比例称量好的锑源和钼源粉末均匀分散于去离子水中(溶液1)；2)将溶液1移入反应釜，通过微波水热法在一定反应温度和反应时间下晶化。待反应结束后，即可得到高度结晶的sb2moo6材料。附图说明图1是本砖利技术的实施例1中在不同温度下的sb2moo6的x射线衍射图。图2是本砖利技术的实施例2中在所选锑源、钼源不同组合情况下合成的sb2moo6的扫描电镜图。具体实施方式为便于理解本砖利技术，下面通过实施例对本砖利技术作详细描述，但并不限于本砖利技术的内容。实施例1将100.8mg钼酸钠和148.96mg氟化锑粉末加入到30ml去离子水中，搅拌、超声使之混合均匀。移入微波水热反应釜中，分别在140，160，180和200℃下反应90分钟，即可得到具有不同尺寸和形貌的sb2moo6纳米材料。实施例2改变锑源和钼源的组合，如将100.8mg钼酸钠和148.96mg氟化锑、100.8mg钼酸钠和190.08mg氯化锑、73.56mg钼酸铵和148.96mg氟化锑、73.56mg钼酸铵和190.08mg氯化锑分别加入到30ml去离子水中，搅拌、超声使之混合均匀。移入微波水热反应釜中，分别在160℃反应90分钟，即可得到具有不同尺寸和形貌的sb2moo6纳米材料。实施例3采用传统水热法，其他步骤同实施例2，移入水热反应釜中，分别在160℃反应15小时，亦可得到具有不同尺寸和形貌的sb2moo6纳米材料。实施例4将100.8mg钼酸钠和148.96mg氟化锑粉末加入到30ml去离子水中，搅拌、超声使之混合均匀。移入微波水热反应釜中，在160℃下反应90分钟。自然冷却至室温，并用去离子水和乙醇各洗涤三次，离心后在60℃烘箱中干燥即可得到sb2moo6材料。以sb2moo6作为锂离子负极材料，与乙炔黑和聚丙烯酸(paa)按质量比7∶2∶1混合，加水制备成均匀浆料，涂在铜箔上，并于120℃下干燥12h以上，其中活性物质的量在1mg以上(电极圆片直径14mm)。以锂片作为对电极，美国celgard2400为锂电池隔膜，电解液为1mlipf6，溶剂为ec dec(体积比1∶1)，组装成2025钮扣式电池。电池充放电测试在深圳新威电池测试系统上进行。组装成的锂离子电池在200ma/g电流密度下，经过100次循环，容量保持在870mah/g左右。以钠片作为对电极，英国whatmangf/ctm为钠电池隔膜，电解液为naclo
【技术保护点】
一种锂\钠离子电池用sb2moo6复合金属氧化物材料的制备方法，其特征是：以无机锑盐如氟化锑或氯化锑作为锑源，以钼酸钠或钼酸铵作为钼源，在水中形成均匀的悬浮液后，通过微波水热法，并在不同温度下，得到具有严格化学计量比的sb2moo6复合金属氧化物材料。
【技术特征摘要】
1.一种锂\\钠离子电池用sb2moo6复合金属氧化物材料的制备方法，
其特征是：以无机锑盐如氟化锑或氯化锑作为锑源，以钼酸钠或钼酸铵作
为钼源，在水中形成均匀的悬浮液后，通过微波水热法，并在不同温度下，
得到具有严格化学计量比的sb2moo6复合金属氧化物材料。
2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于：所用的锑源为无机
锑盐化合物，本砖利仅以氟化锑、氯化锑为例，硝酸锑、硫酸锑等亦可。
3.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于：所用的钼源为无机
钼酸盐化合物，本砖利仅以钼酸钠，钼酸铵为例，其他钼酸盐等亦可。
4.根...
【砖利技术属性】
技术研发人员：王红康，卢轩，牛春明，杨光，
申请(砖利权)人：西安交通大学，
类型：发明
编号：201610027482
国别省市：陕西;61
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