三氧化鎢(WO3)又稱黃色氧化鎢,由于它具有較大的理論容量(693mAh/g)、成本低、安全性高等優(yōu)點(diǎn),因此可用作鋰電負(fù)極材料。但是,未經(jīng)過(guò)表面修飾的WO3作為負(fù)極材料時(shí),經(jīng)過(guò)長(zhǎng)期的使用后其結(jié)構(gòu)和體積都會(huì)發(fā)生較大的變化,破壞電極材料的穩(wěn)定性。而且,由于各種因素的影響,實(shí)際運(yùn)用的容量往往低于理論容量。因此,業(yè)內(nèi)人員將 WO3與 WO2(二氧化鎢)進(jìn)行復(fù)合制備鋰電負(fù)極材料,使電池有較高的比容量高和較好的循環(huán)性能,具體的改進(jìn)方案如下:
1.將0.5~1mol/L檸檬酸溶液和0.5~1mol/L鎢源溶液(Na2WO4?2H2O)混合,在25~35℃下攪拌15~35min,得到混合溶液A,混合溶液A中檸檬酸和鎢源的摩爾比為(1~4):1;
2.采用2~3mol/L的HCl溶液調(diào)節(jié)混合溶液A的pH值在1~3,得到混合溶液B;
3.將混合溶液B倒入聚四氟乙烯內(nèi)襯高壓水熱反應(yīng)釜中,體積填充比在40%~60%,然后將聚四氟乙烯內(nèi)襯高壓水熱反應(yīng)釜密封,最后放入160~200℃的均相水熱反應(yīng)儀中進(jìn)行均相水熱反應(yīng),時(shí)間為20~28h;
(4)均相水熱反應(yīng)結(jié)束后冷卻至室溫,分離出產(chǎn)物進(jìn)行洗滌,并在60~80℃真空烘箱干燥時(shí)間為5~10h,得到可作鋰離子電池負(fù)極的 WO3與 WO2復(fù)合材料。
采用上述的改進(jìn)方案制備得到復(fù)合材料為單斜相的黃色氧化鎢和二氧化物,其在100mA/g的電流密度下可循環(huán)500次,庫(kù)倫效率在87~95%。