碳包覆碳化钼的制备方法、碳包覆碳化钼及其应用

本申请涉及锂电池领域，尤其涉及碳化钼复合材料。

背景技术：

1、二次可充放锂离子电池作为一种高性能的能源存储器件，近年来得到了迅速的发展，并被广泛应用于各种便携式电子设备及电动汽车当中，随着储能设施的需求进一步加大，对锂电池储电能力的提出了进一步要求，因此研发高性能的锂离子电池电极材料显得尤其重要。石墨类碳质材料作为目前商业锂离子电池所用的负极材料，具有稳定性好，成本低的优势，但也面临着在使用过程中面临的比容量低并且循环衰减快的问题，因此需要发展其他的高性能低成本低污染的电极材料来取代传统的商业石墨电极。碳材料由于具有高导电性，容易制备多孔结构而具有大的比表面积，以及化学稳定性等多重优点而被认为是极具发展潜力的电极材料。而研究表明，通过包裹金属化合物以及引入杂原子掺杂来修饰碳基质，可有效提升碳基质材料的储电能力。

2、然而，对金属化合物进行碳包覆，再对包覆在外层的碳进行杂原子掺杂，往往涉及到非常复杂的制备步骤，制备步骤的复杂化不仅导致制备成本升高，还导致制备过程更容易受到随机因素影响，使产品的形貌均一度差，电化学性能受到影响。

技术实现思路

1、本申请实施例提供了一种碳包覆碳化钼的制备方法、碳包覆碳化钼及其应用，以解决对金属化合物进行碳包覆的制备步骤复杂的技术问题。

2、第一方面，本申请实施例提供一种碳包覆碳化钼的制备方法，所述碳包覆碳化钼的制备方法包括如下步骤：

3、将磷钼酸溶液与多巴胺溶液混合，在第一温度下反应后，进行固液分离得到固形物；

4、将所述固形物在惰性气氛下，以第二温度进行热处理，得到所述碳包覆碳化钼。

5、在本申请的一些实施例中，所述磷钼酸溶液与所述多巴胺溶液均为水溶液。

6、在本申请的一些实施例中，所述磷钼酸溶液的浓度为1～100mg/ml；和/或，

7、所述多巴胺溶液浓度为1～25mg/l。

8、在本申请的一些实施例中，所述将磷钼酸溶液与多巴胺溶液混合，所述磷钼酸与所述多巴胺的质量比范围为0.5-2.0。

9、在本申请的一些实施例中，所述第一温度为5-60℃。

10、在本申请的一些实施例中，所述在第一温度下反应，反应时间不短于10h。

11、在本申请的一些实施例中，所述惰性气为氩气和氮气中的至少一种。

12、在本申请的一些实施例中，所述第二温度为500-900℃；和/或，

13、所述热处理的时间不短于2h。

14、第二方面，本申请实施例提供一种碳包覆碳化钼，由第一方面任一实施例所述的碳包覆碳化钼的制备方法制备得到。

15、第三方面，本申请实施例提供一种锂电池，所述锂电池包括第二方面任一实施例所述的碳包覆碳化钼。

16、本申请实施例提供的上述技术方案与现有技术相比具有如下优点：

17、本申请实施例提供的碳包覆碳化钼的制备方法，通过将磷钼酸溶液与多巴胺溶液混合得到固形物，直接形成以钼原子为中心、周围聚集碳、磷、氮、氧、氢等原子的结构；再直接对固形物进行热处理，直接形成以碳化钼为核、氮磷氧掺杂的碳层为壳的核-壳结构，制备步骤简单，形成的产品均一度高，电化学性能较好。

技术特征：

1.一种碳包覆碳化钼的制备方法，其特征在于，所述碳包覆碳化钼的制备方法包括如下步骤：

2.根据权利要求1所述的碳包覆碳化钼的制备方法，其特征在于，所述磷钼酸溶液与所述多巴胺溶液均为水溶液。

3.根据权利要求2所述的碳包覆碳化钼的制备方法，其特征在于，所述磷钼酸溶液的浓度为1～100mg/ml；和/或，

4.根据权利要求2所述的碳包覆碳化钼的制备方法，其特征在于，所述将磷钼酸溶液与多巴胺溶液混合，所述磷钼酸与所述多巴胺的质量比范围为0.5-2.0。

5.根据权利要求1所述的碳包覆碳化钼的制备方法，其特征在于，所述第一温度为5-60℃。

6.根据权利要求1所述的碳包覆碳化钼的制备方法，其特征在于，所述在第一温度下反应，反应时间不短于10h。

7.根据权利要求1所述的碳包覆碳化钼的制备方法，其特征在于，所述惰性气为氩气和氮气中的至少一种。

8.根据权利要求1所述的碳包覆碳化钼的制备方法，其特征在于，所述第二温度为500-900℃；和/或，

9.一种碳包覆碳化钼，其特征在于，所述碳包覆碳化钼由权利要求1-8中任意一项所述的碳包覆碳化钼的制备方法制备得到。

10.一种锂电池，其特征在于，所述锂电池包括权利要求9所述的碳包覆碳化钼。

技术总结
本申请涉及一种碳包覆碳化钼的制备方法，包括如下步骤：将磷钼酸溶液与多巴胺溶液混合，在第一温度下反应后，进行固液分离得到固形物；将所述固形物在惰性气氛围下，以第二温度进行热处理，得到所述碳包覆碳化钼。本申请实施例提供的碳包覆碳化钼的制备方法，通过将磷钼酸溶液与多巴胺溶液混合得到固形物，直接形成以钼原子为中心、周围聚集碳、磷、氮、氧、氢等原子的结构；再直接对固形物进行热处理，直接形成以碳化钼为核、氮磷氧掺杂的碳层为壳的核‑壳结构，制备步骤简单，形成的产品均一度高，电化学性能较好。

技术研发人员：唐红梅,黎建刚,黄振雄,吴元旦,付尹宣,陈小平,范敏
受保护的技术使用者：江西省科学院能源研究所
技术研发日：
技术公布日：2024/1/12