Page 135 - 《精细化工》2021年第3期

第 3 期 陈修栋，等: 颗粒状钼酸镍负极材料的制备及其电化学性能 ·555·

已远远满足不了人们对高容量的需求。近年来，锂 得到 0.4241 g 颗粒状 NiMoO 4 。
离子电池负极材料的研究主要集中在开发过渡金属 1.2.2 电极制备
[7]
化合物（氧化物、硫化物、硒化物）和硅基负极等 。 常温（25 ℃）下，将颗粒状 NiMoO 4 、导电剂
尽管过渡金属化合物和硅基负极材料的比容量远大 乙炔黑、黏结剂 PVDF，按 m(NiMoO 4 )∶m(乙炔黑)∶
于石墨负极材料，但其循环过程存在体积膨胀等问 m(PVDF)=8∶1∶1 的比例混合，其中，每个电极中
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题，导致循环性差，制约了商业化应用 。目前， PVDF 质量约 0.1 mg，采用 0.1 mL NMP 为溶剂；用
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解决的主要策略是通过结构调控，合成不同形貌的 均浆机在 3.5×10 r/min 下进行打浆（6~8 次），浆液
多孔结构材料来解决在循环过程中负极材料存在的 均匀涂覆在已清洗干净的铜片上；在 60 ℃真空烘
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问题 。NiMoO 4 作为负极材料具有较高的理论比容 箱中干燥 12 h。以锂片为对电极、LiPF 6 为电解液，
量，通过与碳基材料复合也获得了较理想的电化学 在氩气气氛手套箱中组装扣式电池。采用电池测试系
性能 [10-11] 。但与碳材料的复合在一定程度上也减少 统 对组装扣式 电池进行测 试，电压范 围设定 为
了活性物质的含量。 0.001~3 V。
相比制备工艺复杂的金属氧化物、硫化物、硒 1.3 表征测试
化物等负极材料 [12-13] ，本文通过简易的一锅法来合 颗粒状 NiMoO 4 的结构采用 X 射线衍射仪进行
成颗粒状 NiMoO 4 的前体材料，并在空气气氛下高 测试，Cu K α 辐射源，波长为 0.154178 nm，入射狭
温退火处理，得到一种颗粒状 NiMoO 4 电极材料。 缝 D s =0.05 mm，接收狭缝 R s =0.15 mm；比表面积
将 NiMoO 4 作为锂离子电池负极材料组装成半电池 和孔径分布测试是在氮气下进行；拉曼光谱测试是
进行测试，以期获得性能优良的负极材料，为其潜 在激发波长为 785 nm，激发功率为 3 mW，光斑大
在的应用提供理论支撑。 小为~1.2 μm 条件下进行；通过 SEM 和 TEM 观察
NiMoO 4 的粒径和形貌；循环伏安法曲线和电化学阻
1 实验部分 抗在电化学工作站下进行测试。不同电流密度下的
充放电性能均在电池测试系统完成。
1.1 试剂与仪器
乙酰丙酮钼、NiCl 2 •6H 2 O、聚乙烯吡咯烷酮（相 2 结果与讨论
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对分子质量约 1.3×10 ）、无水乙醇、N,N-二甲基甲
酰胺（DMF）、聚偏二氟乙烯（PVDF，相对分子质 2.1 NiMoO 4 的结构和形貌分析
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量约 5.34×10 ）、N-甲基吡咯烷酮（NMP），AR，国 图 1 为颗粒状 NiMoO 4 的 XRD 谱图。图中的衍
药集团化学试剂有限公司；乙炔黑、锂片、铜箔、 射峰与 NiMoO 4 的标准卡片（JCPDS No. 16-0291）
LiPF 6 ，电池级，上海众维新型材料有限公司。 相一致，说明成功合成了 NiMoO 4 。在 2θ= 19.4°、
Rigaku-D/MAX-2200VPC 型 X 射线粉末衍射 24.1°、25.0°、31.0°、31.2°、31.5°、36.7°、39.3°、
仪，日本日立公司；JSM-6700F 型场发射扫描电子 41.7°、45.2°和 49.2°处的衍射峰分别归属于 NiMoO 4
显微镜（SEM）、JEM-200CX 和 JEM-2100F 型透射 的(100)、(011)、(110)、(111)、(–111)、(020)、(021)、
电子显微镜（TEM）、ASAP 2020 型比表面积和孔径 (200)、(121)、(–112)和(022)晶面。
分布测试仪（BET），日本 JEOL 公司；激光拉曼光
谱测试仪，英国 Renishaw 公司；760E 电化学工作
站，上海辰华仪器有限公司；CT2001A 型蓝电电池
测试系统，武汉市蓝电电子股份有限公司。
1.2 制备方法
1.2.1 颗粒状 NiMoO 4 的制备
将 0.7131 g (3.0 mmol) NiCl 2 •6H 2 O 和 0.3262 g
(1.0 mmol)乙酰丙酮钼加入到 50 mL 乙醇中，搅拌
30 min。将上述溶液转移到 80 mL 聚四氟乙烯内衬
反应釜，放入烘箱在 200 ℃下反应 48 h。用乙醇和
水洗涤上述反应生成物，除去其中未反应的离子。 图 1 颗粒状 NiMoO 4 的 XRD 谱图
Fig. 1 XRD pattern of granular NiMoO 4
将离心分离得到的生成物置于 80 ℃真空干燥箱中

干燥 12 h，得到 0.6558 g 前体材料。前体材料放置 图 2 为颗粒状 NiMoO 4 的拉曼谱图。由图 2 可以
瓷舟中，在空气气氛下，500 ℃进行退火处理 3 h 明显看到 2 个峰，将 1323 和 1594 cm 处的 2 个不同
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