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锂离子电池（LIBs）因其比能量高、循环寿命长、自放电率低、对环境污染小和无记忆效应等特点，成为从事新能源研究人员关注的热点。和Li4Ti5O12相比，Nb2O5因具有200mAh·g-1的理论容量，而在锂离子电池负极材料的应用上更具优越性。然而，不得不说的是，Nb2O5电导率低（~3×10-6S·cm-1），制约了Li+扩散和电荷传递，导致作为锂电负极材料的储锂性能差。本文将纳米Nb2O5与导电性好的碳材料复合，从而提升Nb2O5的锂存储性能。在课题组前期研究的基础上，制备出Nb2O5/煤基碳复合材料用于锂离子电池。具体结论如下：
（1）以五氯化铌和草酸铌为铌源，通过水热和热处理结合的方法，制备出两种纳米结构的五氧化二铌，两种材料分别为花状的SW-Nb2O5和球状的DK-Nb2O5，DK-Nb2O5具有更好的结晶度。SW-Nb2O5和DK-Nb2O5在0.1C的电流密度下，首次充/放电比容量分别为289/454mAh·g-1和326/563mAh·g-1,且在10C下，DK-Nb2O5仍能保持在76mAh·g-1，表明DK-Nb2O5具有更加优异的储锂性能。分析表明水热时间为16h时，样品呈均匀分布的球状且具有最好的结晶度和最为优异的电化学性能。
（2）以草酸铌为铌源，以太西无烟煤为原料制备煤基石墨，制备不同五氧化二铌与煤基石墨配比的Nb2O5/GTX复合材料。当煤基石墨添加量为0.3g时，获得的Nb2O5/GTX-2复合材料中，Nb2O5较为均匀地分布在煤基石墨片上，Nb2O5/GTX-2复合材料中Nb2O5颗粒有非常好的结晶度。Nb2O5/GTX-2复合材料在0.02A/g的电流密度下，首次充放电比容量分别为378mAh·g-1和661mAh·g-1，在电流密度为0.2A/g下循环100次后放电比容量依然可达216mAh·g-1。
（3）以草酸铌为铌源，与煤基石墨烯复合，制备不同配比的Nb2O5/RGO复合材料。Nb2O5/RGO-2复合材料中五氧化二铌颗粒均匀地分布在煤基石墨烯片层上，Nb2O5颗粒有非常好的结晶度。Nb2O5/RGO-2复合材料在0.02A/g的电流密度下，首次充放电比容量分别为603mAh·g-1和1104mAh·g-1，库伦效率为54.6%，在电流密度为0.2A/g下循环100次后可逆容量达332mAh·g-1。
（1）以五氯化铌和草酸铌为铌源，通过水热和热处理结合的方法，制备出两种纳米结构的五氧化二铌，两种材料分别为花状的SW-Nb2O5和球状的DK-Nb2O5，DK-Nb2O5具有更好的结晶度。SW-Nb2O5和DK-Nb2O5在0.1C的电流密度下，首次充/放电比容量分别为289/454mAh·g-1和326/563mAh·g-1,且在10C下，DK-Nb2O5仍能保持在76mAh·g-1，表明DK-Nb2O5具有更加优异的储锂性能。分析表明水热时间为16h时，样品呈均匀分布的球状且具有最好的结晶度和最为优异的电化学性能。
（2）以草酸铌为铌源，以太西无烟煤为原料制备煤基石墨，制备不同五氧化二铌与煤基石墨配比的Nb2O5/GTX复合材料。当煤基石墨添加量为0.3g时，获得的Nb2O5/GTX-2复合材料中，Nb2O5较为均匀地分布在煤基石墨片上，Nb2O5/GTX-2复合材料中Nb2O5颗粒有非常好的结晶度。Nb2O5/GTX-2复合材料在0.02A/g的电流密度下，首次充放电比容量分别为378mAh·g-1和661mAh·g-1，在电流密度为0.2A/g下循环100次后放电比容量依然可达216mAh·g-1。
（3）以草酸铌为铌源，与煤基石墨烯复合，制备不同配比的Nb2O5/RGO复合材料。Nb2O5/RGO-2复合材料中五氧化二铌颗粒均匀地分布在煤基石墨烯片层上，Nb2O5颗粒有非常好的结晶度。Nb2O5/RGO-2复合材料在0.02A/g的电流密度下，首次充放电比容量分别为603mAh·g-1和1104mAh·g-1，库伦效率为54.6%，在电流密度为0.2A/g下循环100次后可逆容量达332mAh·g-1。