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环境友好技术是当今社会关注的焦点,研发清洁可再生的绿色能源已成为全球共同的目标。锂离子电池作为一种清洁能源,受到人们的青睐。然而,目前商业化的石墨负极材料,其能量密度和功率密度相对较低,不能满足下一代高性能锂离子电池的需求。因此,开发高性能的锂离子电池负极材料成为当今一项十分紧迫的任务。二氧化钼(MoO2)具有导电性好、机械性能好和理论容量高等优点,是目前锂离子电池负极材料研究的热点材料之一。本学位论文旨在设计合成系列MoO2材料,并应用于锂离子电池,以考察它们的电化学性能。本学位论文的研究结果将丰富过渡金属钼基氧化物材料的研究体系,为设计合成新型负极材料和研制高性能储能器件提供了新思路。研究工作主要包括以下几个方面:(1)以钼酸钠和无水乙醇为原料,CTAB为表面活性剂,采用溶剂热法合成了MoO2-C复合材料,通过XRD、TG、SEM和TEM等表征手段,确定了所制备的产物为分级结构MoO2-C复合空心球。进一步研究其储锂性能时发现,MoO2-C展现出优异的电化学性能。在200 mA·g-1的电流密度下,循环50圈以后,比容量为763 mAhg-1。在2 A g-1大电流密度下,该电极材料获得高达573 mAhg-1的可逆比容量。此外,我们还对材料的晶体生长过程进行了研究,发现其生长机理符合奥斯瓦尔德熟化机制。如此优异的性能,可归于该材料的特殊的分级复合空心球结构。(2)通过将原位碳复合和构建特殊分级结构相结合的策略来提高二氧化钼的储锂性能。以钼酸钠为钥源,葡萄糖或氧化石墨烯作为碳源,CTAB为表面活性剂,无水乙醇为溶剂经过溶剂热反应后,样品在氢气气氛下煅烧得到了球状碳氧钼(MoOC)和分级结构的二氧化钼@还原石墨烯氧化物刺球状复合物(Mo02@RGO)。经过一系列的表征后,考察它们的储锂性能。结果表明,MoO2@RGO具有良好的倍率性能和循环稳定性,明显优于MoOC。MoO2@RGO在500 mA g-1的电流密度下,循环50圈后比容量仍高达708 mAh g-1。说明在溶剂热反应中,石墨烯复合比葡萄糖包碳的效果好。(3)以磷钼酸为钼源,离子液体作为溶剂,采用溶剂热法进行反应,在氩气气氛下煅烧后获得MoO2-C纳米粒子,将该材料应用于锂离子电池负极材料中,发现其具有良好的电化学性能。在100 mA g-1的电流密度下,循环50圈后比容量达到715 mAh g-1,在1 Ag-1的电流密度下,循环50圈后比容量还有569 mAh g-1。Mo02纳米颗粒的平均粒径在20 nm,提供了超短的锂离子扩散路径,颗粒外层的碳层提供了电子快速传导的通道,因此该材料具有很高的比容量和良好的大倍率性能。