CN117012925A - 稀土金属或过渡金属掺杂的钼酸锂/碳复合材料及其制备方法和应用 - Google Patents
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Abstract
本申请实施例涉及一种稀土金属或过渡金属掺杂的钼酸锂/碳复合材料及其制备方法和应用，属于锂电池技术领域。本申请实施例旨在解决现有技术中的Mo基化合物具有较高的比容量，但实际使用通常显示出较差的循环寿命的技术问题。本申请实施例的稀土金属或过渡金属掺杂的钼酸锂/碳复合材料，复合材料为镧掺杂钼酸锂/碳复合材料或者铌掺杂钼酸锂/碳复合材料；碳材料包覆在镧掺杂钼酸锂材料或者铌掺杂钼酸锂材料的表面。本申请实施例所提供的锂离子电池负极材料，实现锂离子电池更高的能量密度、更高的功率密度和更长的循环寿命，表现出优异的电化学性能和极佳的循环稳定性。
Description
技术领域
本发明涉及锂电池技术领域，具体涉及稀土金属或过渡金属掺杂的钼酸锂/碳复合材料及其制备方法和应用。
背景技术
锂离子电池(LIB)作为一种不同于传统能源的储能装置在储能领域占据主导地位。在现代便携式应用产品市场中，锂离子电池被广泛引用于3C数码、移动电源、电动工具以及可穿戴电子产品等。锂离子电池具有比能量高、低自放电、循环性能好、无记忆效应和绿色环保等优点，是目前最具发展前景的高效二次电池和发展最快的化学储能电源。
传统的石墨负极材料越来越难以满足锂离子电池高能量密度的需求，因此迫切需要开发新一代高能量密度的负极材料，目前主流手段是通过导电离子掺杂与碳包覆等手段。锂电池内阻相对其他类电池大，容易在高电流密度下形成锂树枝状晶体，从而带来安全风险。由于钼元素的价态可以在+6和0之间变化，在氧化还原过程中能够实现多电子转移，因此，可以在初始循环中获得高比容量。碱金属钼酸盐由于具有高比容量，已被证明是锂离子电池中有前途的负极材料。
现有技术中的Mo基化合物具有较高的比容量，但实际使用通常显示出较差的循环寿命。
发明内容
有鉴于此，本申请实施例提供一种稀土金属或过渡金属掺杂的钼酸锂/碳复合材料及其制备方法和应用，实现锂离子电池更高的能量密度、更高的功率密度和更长的循环寿命，表现出优异的电化学性能和极佳的循环稳定性，以解决背景技术中的技术问题。
本申请实施例第一方面提供一种稀土金属或过渡金属掺杂的钼酸锂/碳复合材料，所述复合材料为镧掺杂钼酸锂/碳复合材料或者铌掺杂钼酸锂/碳复合材料；碳材料包覆在镧掺杂钼酸锂材料或者铌掺杂钼酸锂材料的表面。
本申请实施例的稀土金属或过渡金属掺杂的钼酸锂/碳复合材料，碳材料包覆在镧掺杂钼酸锂材料或者铌掺杂钼酸锂材料的表面，可增强电极颗粒之间的导电连接，明显提高锂离子电池的比容量，作为电极材料展现出优秀的倍率性能、循环稳定性。
在可以包括上述实施例的一些实施例中，所述镧掺杂钼酸锂/碳复合材料中所述碳材料的包覆量为5wt-15wt％，所述镧掺杂钼酸锂/碳复合材料为Li2LaxMo1-xO4/C复合材料，其中x的取值范围为0.01-0.1。
在可以包括上述实施例的一些实施例中，所述铌掺杂钼酸锂/碳复合材料中所述碳材料的包覆量为5wt-15wt％，所述铌掺杂钼酸锂/碳复合材料为Li2NbxMo1-xO4/C复合材料，其中x的取值范围为0.01-0.1。优选地，x可为0.01、0.035、0.05、0.075、0.1。
本申请实施例第二方面还提供一种上述稀土金属或过渡金属掺杂的钼酸锂/碳复合材料的制备方法，包括以下步骤：
将钼源、镧源或铌源、锂源溶于去离子水中，搅拌均匀制得混合溶液，将所述混合溶液进行溶胶凝胶处理，得前驱体；
将所述前驱体与有机碳源混合，搅拌均匀，在惰性气体氛围中进行烧结，制得稀土金属或过渡金属掺杂的钼酸锂/碳复合材料。
本申请实施例的稀土金属或过渡金属掺杂的钼酸锂/碳复合材料的制备方法，通过溶胶凝胶的方法合成钼酸锂，然后与有机碳源混合后进行高温烧结合，制得稀土金属或过渡金属掺杂的钼酸锂/碳复合材料，本申请的制备方法流程简单、容易实现、成本低、可重复性高，可降低能耗，原料利用率高，能够制备出结晶性和电化学性能优良、高纯度的钼酸锂基负极材料。
在可以包括上述实施例的一些实施例中，所述锂源、所述镧源、所述钼源的用量按照Li:La:Mo的摩尔比为2:x:(1-x)计量；所述锂源、所述铌源、所述钼源的用量按照Li:Nb:Mo的摩尔比为2:x:(1-x)计量。
在可以包括上述实施例的一些实施例中，所述前驱体与所述有机碳源的质量比为1：(0.1-0.3)。
在可以包括上述实施例的一些实施例中，所述烧结的温度为400-800℃，烧结时间为8-12h。
在可以包括上述实施例的一些实施例中，所述钼源为三氧化钼和/或钼酸铵；所述镧源为硝酸镧、三氧化二镧、七水合氯化镧中至少一种；所述铌源为五氧化二铌和/或五氯化铌；所述锂源为醋酸锂、氢氧化锂、钼酸锂、碳酸锂中至少一种；所述有机碳源为葡萄糖和/或柠檬酸。
在可以包括上述实施例的一些实施例中，所述混合溶液搅拌时间为2-4h，所述溶胶凝胶处理包括采用恒温磁力搅拌器将所述混合溶液烘干，所述恒温磁力搅拌器的出口温度为80℃。
本申请实施例第三方面还提供上述稀土金属或过渡金属掺杂的钼酸锂/碳复合材料或采用上述制备方法制备得到的稀土金属或过渡金属掺杂的钼酸锂/碳复合材料作为锂离子电池负极材料的应用。
本申请提供的稀土金属或过渡金属掺杂的钼酸锂/碳复合材料作为锂离子电池电极材料，具有较高的理论容量，是一种很有前途的锂离子电池负极活性材料。
本申请实施例与现有技术相比，具有如下有益效果：
1、本申请提供的稀土金属或过渡金属掺杂的钼酸锂/碳复合材料，作为锂离子电池负极活性材料，具有较高的理论容量。本申请提供的稀土金属或过渡金属掺杂的钼酸锂/碳复合材料能够避免钼酸锂在充电/放电循环过程中结构坍塌导致容量衰减严重的现象，同时确保高能量密度，并保持良好的电子导电性和离子迁移率，本发明提供了导电离子掺杂和碳包覆的手段来提升钼酸锂的离子性，组成的电极中，作为导电添加剂的碳源具有高导电性，这可以提高电极内的电子导电性，从而提高倍率能力。
2、本申请通过溶胶凝胶的方法合成钼酸锂，然后与有机碳源混合后进行高温烧结制得稀土金属或过渡金属掺杂的钼酸锂/碳复合材料，组成的电极中，能够避免颗粒破裂，从而减轻电极内的整体机械应力。此外，避免或抑制结构坍塌的改性、基质和材料组合可以帮助维持电极内的导电网络。其中，碳包覆层可以作为“SEI”涂层来稳定钼酸锂。本申请的制备方法流程简单、容易实现、成本低、可重复性高，可降低能耗，原料利用率高，能够制备出结晶性和电化学性能优良、高纯度的复合材料。
附图说明
为了更清楚地说明本申请实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本申请的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1是实施例1制得的Li2La0.05Mo0.95O4/C复合材料的X光衍射分析谱图；
图2是实施例1制得的Li2La0.05Mo0.95O4/C复合材料的SEM图；
图3是实施例7制得的Li2Nb0.05Mo0.95O4/C复合材料的X光衍射分析谱图；
图4是实施例7制得的Li2Nb0.05Mo0.95O4/C复合材料的SEM图；
图5是实施例1制得的电池在在不同的充放电电流密度0.2C、0.5C、1C、2C、5C下的循环性能图；
图6是实施例7制得的电池在不同的充放电电流密度0.2C、0.5C、1C、2C、5C下的循环性能图；
图7是实施例1制得的电池在0.2C的电流密度下循环60圈的性能图；
图8是实施例7制得的电池在0.2C的电流密度下循环60圈的性能图。
具体实施方式
为使本申请实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。
传统的石墨负极材料越来越难以满足锂离子电池高能量密度的需求，为开发新一代高能量密度的负极材料，目前主流手段是通过导电离子掺杂与碳包覆等手段。锂电池内阻相对其他类电池大，容易在高电流密度下形成锂树枝状晶体，从而带来安全风险。由于钼元素的价态可以在+6和0之间变化，在氧化还原过程中能够实现多电子转移，因此，可以在初始循环中获得高比容量。碱金属钼酸盐由于具有高比容量，已被证明是锂离子电池中有前途的负极材料。现有技术中的Mo基化合物具有较高的比容量，但实际使用通常显示出较差的循环寿命。
如无特别说明，本申请的实施例中的原料均通过商业途径购买，其中钼酸铵((NH4)6Mo7O24·4H2O)购自萨恩化学技术(上海)有限公司；醋酸锂(C2H3O2Li·2H2O)购自上海麦克林生化有限公司；硝酸镧，水合(La(NO3)·nH2O)购自国药集团化学试剂有限公司；五氯化铌(NbCl5)购自安萨恩化学技术(上海)有限公司；柠檬酸(C6H8O7)购自国药阿拉丁有限公司。
实施例1
镧掺杂钼酸锂/碳复合材料的制备方法，包括如下步骤：
将0.836g的钼酸铵、1.02g的醋酸锂、0.08123g硝酸镧，加入到40ml去离子水中混合搅拌，混合溶液搅拌时间2h，得到混合溶液，采用恒温磁力搅拌器进行溶胶凝胶，出口温度为80℃，得到前驱体；
再将前驱体置于鼓风干燥箱干燥，温度80℃时间12h，再称取1.2g前驱体和0.291g柠檬酸混合磨匀，再将所得到样品置于400℃、Ar氛围的管式炉中烧结8h，升温速率设置为5℃/min，冷却后得到镧掺杂钼酸锂/碳复合材料，简写为Li2La0.05Mo0.95O4/C(记为LMO0.05/C-400)复合材料。
采用X光粉末衍射仪对本实施例制得的Li2La0.05Mo0.95O4/C复合材料进行X光衍射分析，谱图如图1所示，由图1可知，谱图中有清晰可见的衍射峰。
采用场发射扫描电子显微镜对本实施例的Li2La0.05Mo0.95O4/C复合材料进行形貌观察，SEM图如图2所示，由图2可知，C材料包覆在Li2La0.05Mo0.95O4颗粒材料的表面；Li2La0.05Mo0.95O4/C复合材料整体呈现不规则的球状，粒径在2μm左右。
实施例2
镧掺杂钼酸锂/碳复合材料的制备方法，包括如下步骤：
将0.836g的钼酸铵、1.02g的醋酸锂、0.08123g硝酸镧，加入到40ml去离子水中混合搅拌，混合溶液搅拌时间2h，得到混合溶液，采用恒温磁力搅拌器进行溶胶凝胶，出口温度为80℃，得到前驱体；
再将前驱体置于鼓风干燥箱干燥，温度80℃时间12h，再称取1.2g前驱体和0.291g柠檬酸混合磨匀，再将所得到样品置于450℃、Ar氛围的管式炉中烧结8.5h，升温速率设置为5℃/min，冷却后得到镧掺杂钼酸锂/碳复合材料，简写为Li2La0.05Mo0.95O4/C(记为LMO0.05/C-450)复合材料。
实施例3
镧掺杂钼酸锂/碳复合材料的制备方法，包括如下步骤：
将0.814g的钼酸铵、1.02g的醋酸锂、0.1218g硝酸镧，加入到40ml去离子水中混合搅拌，混合溶液搅拌时间2h，得到混合溶液，采用恒温磁力搅拌器进行溶胶凝胶，出口温度为80℃，得到前驱体；
再将前驱体置于鼓风干燥箱干燥，温度80℃时间12h，再称取1.2g前驱体和0.293g柠檬酸混合磨匀，再将所得到样品置于500℃、Ar氛围的管式炉中烧结9h，升温速率设置为5℃/min，冷却后得到镧掺杂钼酸锂/碳复合材料，简写为Li2La0.075Mo0.925O4/C(记为LMO0.075/C-500)复合材料。
实施例4
镧掺杂钼酸锂/碳复合材料的制备方法，包括如下步骤：
将0.814g的钼酸铵、1.02g的醋酸锂、0.1218g硝酸镧，加入到40ml去离子水中混合搅拌，混合溶液搅拌时间2h，得到混合溶液，采用恒温磁力搅拌器进行溶胶凝胶，出口温度为80℃，得到前驱体；
再将前驱体置于鼓风干燥箱干燥，温度80℃时间12h，再称取1.2g前驱体和0.293柠檬酸混合磨匀，再将所得到样品置于550℃、Ar氛围的管式炉中烧结9h，升温速率设置为5℃/min，冷却后得到镧掺杂钼酸锂/碳复合材料，简写为Li2La0.075Mo0.925O4/C(记为LMO0.075/C-550)复合材料。
实施例5
镧掺杂钼酸锂/碳复合材料的制备方法，包括如下步骤：
将0.792g的钼酸铵、1.02g的醋酸锂、0.1625g硝酸镧，加入到40ml去离子水中混合搅拌，混合溶液搅拌时间2h，得到混合溶液，采用恒温磁力搅拌器进行溶胶凝胶，出口温度为80℃，得到前驱体；
再将前驱体置于鼓风干燥箱干燥，温度80℃时间12h，再称取1.2g前驱体和0.296g柠檬酸混合磨匀，再将所得到样品置于600℃、Ar氛围的管式炉中烧结10h，升温速率设置为5℃/min，冷却后得到镧掺杂钼酸锂/碳复合材料，简写为Li2La0.1Mo0.9O4/C(记为LMO0.1/C-600)复合材料。
实施例6
镧掺杂钼酸锂/碳复合材料的制备方法，包括如下步骤：
将0.792g的钼酸铵、1.02g的醋酸锂、0.1625g硝酸镧，加入到40ml去离子水中混合搅拌，混合溶液搅拌时间2h，得到混合溶液，采用恒温磁力搅拌器进行溶胶凝胶，出口温度为80℃，得到前驱体；
再将前驱体置于鼓风干燥箱干燥，温度80℃时间12h，再称取1.2g前驱体和0.296g柠檬酸混合磨匀，再将所得到样品置于650℃、Ar氛围的管式炉中烧结10.5h，升温速率设置为5℃/min，冷却后得到镧掺杂钼酸锂/碳复合材料，简写为Li2La0.1Mo0.9O4/C(记为LMO0.1/C-650)复合材料。
实施例7
铌掺杂钼酸锂/碳复合材料的制备方法，包括如下步骤：
将0.836g的钼酸铵、1.02g的醋酸锂、0.0675g五氯化铌，加入到40ml去离子水中混合搅拌，混合溶液搅拌时间2h，得到混合溶液，采用恒温磁力搅拌器进行溶胶凝胶，出口温度为80℃，得到前驱体；
再将前驱体置于鼓风干燥箱干燥，温度80℃时间12h，再称取1.2g前驱体和0.2885柠檬酸混合磨匀，再将所得到样品置于450℃、Ar氛围的管式炉中烧结8h，升温速率设置为5℃/min，冷却后得到铌掺杂钼酸锂/碳复合材料，简写为Li2Nb0.05Mo0.95O4/C复合材料。
采用X光粉末衍射仪对本实施例制得的Li2Nb0.05Mo0.95O4/C复合材料进行X光衍射分析，谱图如图3所示，由图3可知，谱图中有清晰可见的衍射峰。
采用场发射扫描电子显微镜对本实施例的Li2Nb0.05Mo0.95O4/C复合材料进行形貌观察，SEM图如图4所示，由图4可知，C材料包覆在Li2Nb0.05Mo0.95O4材料的表面；Li2Nb0.05Mo0.95O4/C复合材料整体呈现不规则棒状，粒径在2μm左右。
实施例8
铌掺杂钼酸锂/碳复合材料的制备方法，包括如下步骤：
将0.836g的钼酸铵、1.02g的醋酸锂、0.0675g五氯化铌，加入到40ml去离子水中混合搅拌，混合溶液搅拌时间2h，得到混合溶液，采用恒温磁力搅拌器进行溶胶凝胶，出口温度为80℃，得到前驱体；
再将前驱体置于鼓风干燥箱干燥，温度80℃时间12h，再称取1.2g前驱体和0.2883g柠檬酸混合磨匀，再将所得到样品置于500℃、Ar氛围的管式炉中烧结8.5h，升温速率设置为5℃/min，冷却后得到镧掺杂钼酸锂/碳复合材料，简写为Li2Nb0.05Mo0.95O4/C复合材料。
实施例9
铌掺杂钼酸锂/碳复合材料的制备方法，包括如下步骤：
将0.836g的钼酸铵、1.02g的醋酸锂、0.0675g五氯化铌，加入到40ml去离子水中混合搅拌，混合溶液搅拌时间2h，得到混合溶液，采用恒温磁力搅拌器进行溶胶凝胶，出口温度为80℃，得到前驱体；
再将前驱体置于鼓风干燥箱干燥，温度80℃时间12h，再称取1.2g前驱体和0.2883g柠檬酸混合磨匀，再将所得到样品置于500℃、Ar氛围的管式炉中烧结9h，升温速率设置为5℃/min，冷却后得到铌掺杂钼酸锂/碳复合材料，简写为Li2Nb0.05Mo0.95O4/C复合材料。
应用例1
将实施例1制得的Li2La0.05Mo0.95O4/C(记为LMO0.05/C-400)复合材料作为电极材料应用于锂离子电池中，具体包括如下步骤：
(1)制备负极：将实施例1的Li2La0.05Mo0.95O4/C复合材料、导电剂superP、粘接剂聚偏氟乙烯(PVDF)按质量比8：1：1在研钵中进行研磨，混合均匀，加入适量N-甲基吡咯烷酮，继续研磨至分散均匀，将混合浆料均匀涂覆在铜箔上，80℃下真空干燥12h得到负极极片；
(2)组装纽扣电池：以金属锂片为对电极，在充满氩气的手套箱中制作2016型纽扣电池，隔膜采用celgard2250隔膜，电解液采用浓度为1M的LiPF6/EC:DEC(体积比1:1)。
由图5可知，采用实施例1制得的LMO0.05/C-400复合材料组装成半电池(以锂片为对电极)，在不同的充放电电流密度0.2C、0.5C、1C、2C、5C下，比容量分别大约在875.8mAh/g、680mAh/g、405mAh/g、116.2mAh/g、52.8mAh/g左右；充放电稳定性好，锂离子电池亦非常稳定；库伦效率接近100％。
由图7可知，采用实施例1制得的LMO0.05/C-400复合材料组装成半电池(以锂片为对电极)，在0.2C的电流密度下循环60圈后，其比容量大约在362.4mAh/g左右；充放电稳定性好，锂离子电池非常稳定，库伦效率接近100％。
以上性能图显示了本申请以镧掺杂钼酸锂/碳复合材料作为负极活性材料，锂片作为对电极，以1M的LiF6为溶质的电解液组成的CR2016扣式电池，其电化学性能较好，比容量可达到875.9-52.8mAh/g，电池倍率性能较好，库伦效率较高且有较长的循环寿命。
本申请通过镧元素的原位掺杂，再与碳材料进行复合，获得了Li2La0.05Mo0.95O4/C复合材料。掺杂La不仅提高导电性，还能提高结构的稳定性。使含有上述镧掺杂钼酸锂/碳复合材料的负极材料可增强电极颗粒之间的导电连接，锂离子电池的比容量较高，作为电极材料展现出优秀的倍率性能、循环稳定性能。
应用例2
将实施例7制得的Li2Nb0.05Mo0.95O4/C复合材料作为电极材料应用于锂离子电池中，具体包括如下步骤：
(1)制备负极材料：将实施例7的Li2Nb0.05Mo0.95O4/C复合材料、导电剂superP、粘接剂聚偏氟乙烯(PVDF)按质量比8：1：1在研钵中进行研磨，混合均匀，加入适量N-甲基吡咯烷酮，继续研磨至分散均匀，将混合浆料均匀涂覆在铜箔上，80℃下真空干燥12h得到负极极片；
(2)组装纽扣电池：以金属锂片为对电极，在充满氩气的手套箱中制作2016型纽扣电池，隔膜采用celgard2250隔膜，电解液采用浓度为1M的LiPF6/EC:DEC(体积比1:1)。
将所制得的2016型纽扣电池在蓝电测试系统上测试电池性能。测试所制得的锂离子电池的电化学储能性能，如图6、图8所示。
由图6可知，采用实施例7制得的Li2Nb0.05Mo0.95O4/C复合材料组装成半电池(以锂片为对电极)，在不同的充放电电流密度0.2C、0.5C、1C、2C、5C下，比容量分别大约在770mAh/g、590mAh/g、460mAh/g、293.9mAh/g、128.3mAh/g。以不同的电流密度分别循环10圈，效率仍接近100％，说明了本发明复合材料作为锂电池电极材料的良好循环性能和较高的库伦效率。
由图8可知，采用实施例7制得的Li2Nb0.05Mo0.95O4/C复合材料组装成半电池(以锂片为对电极)，在0.2C的电流密度下循环60圈后，其比容量大约在517.4mAh/g左右；充放电稳定性好，锂离子电池非常稳定；库伦效率接近100％。
由以上性能图显示了Li2Nb0.05Mo0.95O4/C作为负极材料应用于锂离子电池，使得锂离子电池具有较好的倍率性能、稳定性以及较高的库伦效率。
本申请通过铌元素的掺杂，再与碳材料进行复合，获得了铌掺杂钼酸锂/碳复合材料，通过铌元素的掺杂以及碳元素的复合，掺杂的铌元素参与了充放电过程中的氧化还原反应，提高了结构的稳定性，因此电化学性能提高，使含有Li2Nb0.05Mo0.95O4/C复合材料的锂离子电池库伦效率接近100％，我们可以得出结论，Li2Nb0.05Mo0.95O4/C复合材料不仅提高导电性，还能提高结构的稳定性，明显提高锂离子电池的比容量，作为电极材料展现出优秀的倍率性能、循环稳定性能。
最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本申请的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本申请进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本申请各实施例技术方案的范围。
Claims (10)
1.一种稀土金属或过渡金属掺杂的钼酸锂/碳复合材料，其特征在于，所述复合材料为镧掺杂钼酸锂/碳复合材料或者铌掺杂钼酸锂/碳复合材料；碳材料包覆在镧掺杂钼酸锂材料或者铌掺杂钼酸锂材料的表面。
2.根据权利要求1所述的稀土金属或过渡金属掺杂的钼酸锂/碳复合材料，其特征在于，所述镧掺杂钼酸锂/碳复合材料中所述碳材料的包覆量为5wt-15wt％，所述镧掺杂钼酸锂/碳复合材料为Li2LaxMo1-xO4/C复合材料，其中x的取值范围为0.01-0.1。
3.根据权利要求1所述的稀土金属或过渡金属掺杂的钼酸锂/碳复合材料，其特征在于，所述铌掺杂钼酸锂/碳复合材料中所述碳材料的包覆量为5wt-15wt％，所述铌掺杂钼酸锂/碳复合材料为Li2NbxMo1-xO4/C复合材料，其中x的取值范围为0.01-0.1。
4.权利要求1-3任一项所述稀土金属或过渡金属掺杂的钼酸锂/碳复合材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
将钼源、镧源或铌源、锂源溶于去离子水中，搅拌均匀制得混合溶液，将所述混合溶液进行溶胶凝胶处理，得前驱体；
将所述前驱体与有机碳源混合，搅拌均匀，在惰性气体氛围中进行烧结，制得稀土金属或过渡金属掺杂的钼酸锂/碳复合材料。
5.根据权利要求4所述的制备方法，其特征在于，所述锂源、所述镧源、所述钼源的用量按照Li:La:Mo的摩尔比为2:x:(1-x)计量；所述锂源、所述铌源、所述钼源的用量按照Li:Nb:Mo的摩尔比为2:x:(1-x)计量。
6.根据权利要求4所述的制备方法，其特征在于，所述前驱体与所述有机碳源的质量比为1：(0.1-0.3)。
7.根据权利要求4所述的制备方法，其特征在于，所述烧结的温度为400-800℃，烧结时间为8-12h。
8.根据权利要求4所述的制备方法，其特征在于，所述钼源为三氧化钼和/或钼酸铵；所述镧源为硝酸镧、三氧化二镧、七水合氯化镧中至少一种；所述铌源为五氧化二铌和/或五氯化铌；所述锂源为醋酸锂、氢氧化锂、钼酸锂、碳酸锂中至少一种；所述有机碳源为葡萄糖和/或柠檬酸。
9.根据权利要求4所述的制备方法，其特征在于，所述混合溶液搅拌时间为2-4h，所述溶胶凝胶处理包括采用恒温磁力搅拌器将所述混合溶液烘干，所述恒温磁力搅拌器的出口温度为80℃。
10.权利要求1-3任一项所述稀土金属或过渡金属掺杂的钼酸锂/碳复合材料或权利要求4-9任一项所述制备方法制备得到的稀土金属或过渡金属掺杂的钼酸锂/碳复合材料作为锂离子电池负极材料的应用。
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