鉬酸銅（CuMoO4）是由鉬元素、銅元素和氧元素組成的一種重要的功能性材料，因具有出色的物理、化學(xué)和電學(xué)等性能，而廣泛應(yīng)用于熒光、光催化降解廢水、電極材料、顏料和負(fù)熱膨脹材料等領(lǐng)域。
鉬酸銅結(jié)構(gòu)圖
在電池領(lǐng)域中，鉬酸銅是一種極具潛力的負(fù)極材料，具有較高的理論比容量高和較低的還原電位等等優(yōu)點(diǎn)。然而，CuMoO4也存在一定的缺點(diǎn)如導(dǎo)電性較差和容易粉碎的問題，致使它在作為負(fù)極材料時(shí)電化學(xué)性能較差，因而很難被應(yīng)用在鋰離子電池中。
眾所周知，鋰離子電池因具有能量密度高、輸出功率大、使用壽命長且沒有記憶效應(yīng)等優(yōu)點(diǎn)，而廣泛應(yīng)用于消費(fèi)電子產(chǎn)品、智能家電和電動(dòng)汽車等領(lǐng)域。然而，隨著能源需求的增長，已商業(yè)化的鋰電池負(fù)極材料——石墨基碳材料由于比容量較低，而難以滿足眾多高端新能源汽車或機(jī)械設(shè)備的需求。因此，迫切需要研究一種成本低廉、性能優(yōu)良且易于制備的鋰電池負(fù)極材料。
鋰離子電池圖片
鉬基化合物因其高能量密度和優(yōu)良的充放電速率性能而深受到廣大儲(chǔ)能研究者關(guān)注。近年來，人們已經(jīng)研究了多種不同結(jié)構(gòu)和形態(tài)的鉬基化合物，如二氧化鉬納米顆粒和氮化鉬納米陣列等，作為新型得鋰電池負(fù)極材料。研究發(fā)現(xiàn)，六價(jià)鉬基化合物如鉬酸銅是一種理想型的負(fù)極材料，具有較高的理論比容量，但是在實(shí)際工作中卻存在能量密度容易下降和循環(huán)性能較差的問題。
為了彌補(bǔ)鉬酸銅作為負(fù)極材料時(shí)的不足，浙江大學(xué)化學(xué)系研究者就通過層層自組裝方法以經(jīng)酸堿預(yù)處理的棉花纖維為結(jié)構(gòu)支架和碳源制得了微-納結(jié)構(gòu)的碳/二氧化鈦/鉬酸銅（C/TiO2/CuMoO4）復(fù)合纖維材料。與純鉬酸銅相比，微-納結(jié)構(gòu)的C/TiO2/CuMoO4復(fù)合纖維材料具有較高的電化學(xué)性能、可逆容量、循環(huán)性能和倍率性能。研究表明，在微-納結(jié)構(gòu)中，中間的微米碳纖維作為骨架，增加復(fù)合材料的導(dǎo)電性和穩(wěn)定性；表面互相交聯(lián)的碳納米纖維提高材料的表面積，從而增大鉬酸銅和電解液的接觸面積，有效縮短鋰離子的擴(kuò)散路徑，這種協(xié)同作用增強(qiáng)了復(fù)合材料的電化學(xué)性能。
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