[發明專利]一種鈉離子電池負極用SnSe/Graphene復合電極材料的制備方法

有效

• 申請號: 201610187642.6
• 申請日: 2016-03-29
• 公開（公告）號: CN105633483B
• 公開（公告）日: 2018-07-10
• 發明（設計）人: 黃劍鋒;程婭伊;李嘉胤;許占位;曹麗云;歐陽海波;齊慧;柴思敏
• 申請（專利權）人: 陜西科技大學
• 主分類號: H01M10/36
• 分類號: H01M10/36;H01M4/583;H01M4/38;H01M4/139
• 代理公司: 西安通大專利代理有限責任公司 61200
• 代理人: 陸萬壽

本發明提供一種鈉離子電池負極用SnSe/Graphene復合電極材料的制備方法。以水作為溶劑，SnCl₂·2H₂O作為原料，氧化石墨烯作為碳基體，采用水熱法預先制備SnO₂/Graphene復合材料，然后將SnO₂/Graphene復合材料與硒粉研磨混合均勻后，放置在真空管式爐中于500～900℃保溫0.5h～5h，最終得到純相的SnSe/Graphene復合材料，并且SnSe的粒徑為5～10nm，生長在Graphene的表面。本發明使用的制備方法簡單新穎，重復率高，采用真空煅燒的方式清潔無污染，適合大規模生產制備的需要。

技術領域

本發明涉及一種鈉離子電池負極用SnSe/Graphene復合電極材料的制備。

背景技術

近年來，隨著電動車、智能電網的發展，大規模儲能設備的需求也日益加大。鋰離子電池由于高的能量密度成為研究熱點，但是鋰資源在地球上的儲量有限，難以滿足大規模應用的需求。而鈉離子電池由于其鈉源的低成本、環境友好、安全性等原因成為最有可能替代鋰離子電池的二次電池。但是由于目前所報道的鈉離子電池電極材料的可逆容量和電壓平臺相比于鋰離子電池均比較低，這導致鈉離子電池比鋰離子電池的能量密度低。因此，開發一種具有高的可逆容量的，能夠提高鈉離子電池能量密度的電極材料非常的有必要。

目前所報道的具有高容量的負極材料有磷、磷化物、氧化物、硫化物、硒化物和合金類的物質如錫、銻。尤其是錫基化合物已經引起了研究者的廣泛關注，因為錫容易與第五主族和第六主族的元素反應形成二元合金化合物。在這些二元合金化合物中除了氮化錫從熱力學上計算無法生成，SnSb、SnO₂、SnS₂、Sn₄P₃已經被大量報道。而目前對于SnSe的報道相對較少，方法也較單一。Youngjin Kim等采用高能球磨法制備了SnSe/C復合物，作為鈉離子電池負極材料具有較好的循環穩定性，50次循環之后可逆容量可保持在707mAh g^-1(SnSealloy as a promising anode material for Na-ion batteries.ChemicalCommunication.2015；51:50-53)。Zhian Zhang等同樣采用高能球磨法將錫、硒與碳黑球磨制備了SnSe/C復合物，作為鈉離子電池首次可逆容量可達748.5mAh g^-1(SnSe/carbonnanocomposite synthesized by high energy ball milling as an anode materialfor sodium-ion and lithium-ion batteries.Electrochimica Acta.2015；176:1296-1301)。Zhian Zhang等采用溶劑熱法制備了花狀結構的SnSex，其首次儲鈉容量可達877.2mAh g^-1，在200mA g^-1的電流密度下，50次循環后容量可保持在272.4mAh g^-1(SnSexflower like composites as anode materials for sodiumion batteries.MaterialsLetters.2016；162:169-172)。

由此可見，目前對于SnSe的合成報道較少，合成方法也比較單一。由于SnSe同樣存在體積膨脹大的問題，但是目前報道的方法中采用碳復合卻并沒有有效的調控結構，因此開發一種制備過程簡單，且可以有效調控SnSe/C復合結構的方法具有重要的意義。

發明內容

本發明的目的在于提供一種鈉離子電池負極用SnSe/Graphene復合電極材料的制備方法，本發明采用將預先制備的SnO₂/Graphene在管式爐中硒化的方式，制備出了純相的SnSe/Graphene復合材料。

為達到上述目的，本發明采用了以下技術方案：