新疆大學:嵌入煤基碳納米纖維中超細MoO3,用於鋰離子電池的陽極

2020-12-17 材料分析與應用

本文要點：

通過電紡絲技術和後退火技術成功地製備了嵌入煤基碳納米纖維中的超細MoO3

成果簡介

三氧化鉬（MoO3）具有獨特的層狀納米結構和高容量，目前正作為鋰離子陽極材料研究之一。但是，MoO3的電極反應動力學緩慢且體積膨脹大，在循環過程中導致嚴重的容量衰減。本文，通過電紡絲製備了固定在煤基碳纖維中以形成納米複合材料（MoO 3 / CCNFs）的超細MoO3均勻嵌入煤基碳納米纖維中的超細MoO 3納米顆粒（1-3 nm）的獨特結構，顯示出Li +擴散距離短、反應動力學快和體積膨脹減小的優點。MoO3的比表面積和孔體積煤碳化過程中釋放出的小分子氣體引起了/ CCNFs的增加，這可以為電解質離子提供更有益的傳輸途徑，並緩解鋰引起的體積應力。

圖文導讀

圖1。MoO 3 / CCNFs 的合成過程示意圖

圖2。MoO 3 / CNFs（a），0.3-MoO 3 / CCNFs（b），0.5-MoO 3 / CCNFs（c）和0.7-MoO 3 / CCNFs（d）得SEM圖像。0.5-MoO 3 / CCNFs（e和f）的TEM和HRTEM圖像。Mo，C和O的EDS譜圖（g）

圖3。具有不同前體含量的MoO 3 / CCNFs的XRD圖譜（a），拉曼光譜（b），FT-IR譜圖（c）和TGA圖譜（d）。

圖4。 2吸附-脫附等溫線

圖5。0.5-MoO 3 / CCNFs的CV曲線（a）。放電曲線為0.5-MoO 3 / CCNFs（b）。不同前驅體含量的MoO 3 / CCNFs在0.5 A g -1電流密度下的循環性能比較。（C）。不同前體含量的MoO 3 / CCNFs複合材料的速率性能（d）。在0.5 A g -1（e）的電流密度下，0.5-MoO 3 / CCNFs的長循環性能和庫倫效率。

圖7。與之前研究的MoO 3 / C電極的比容量比較

小結

總之，通過電紡絲技術和後退火技術成功地製備了嵌入煤基碳納米纖維中的超細MoO3。相對較高的比表面積和孔體積可為電解質離子提供更有益的傳輸途徑，並為Li +插入提供體積膨脹空間。用強酸處理過的煤具有豐富的含氧官能團，可以有效地固定金屬鉬離子，從而減少MoO 3納米顆粒的團聚。MoO3超細納米顆粒大大縮短了鋰離子的擴散距離，促進了電極反應動力學。作為協同結果，獲得的MoO 3/ CCNFs複合材料具有出色的鋰存儲性能，高容量，穩定的循環性能和優異的倍率性能。可以說，具有優異的電化學性能的MoO 3 / CCNFs複合材料有望在未來的LIB中應用。

文獻：

Ultrafine MoO3 anchored in coal-based carbon nanofiber as anode for advanced lithium-ion batteries

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