[發明專利]一種鈉離子電池負極用片狀Sb2

有效

• 申請號: 201711085707.7
• 申請日: 2017-11-07
• 公開（公告）號: CN107959024B
• 公開（公告）日: 2020-03-10
• 發明（設計）人: 曹麗云;郭玲;李嘉胤;黃劍鋒;程婭伊;齊慧;李倩穎;仵婉晨
• 申請（專利權）人: 陜西科技大學
• 主分類號: H01M4/58
• 分類號: H01M4/58;H01M10/054;B82Y40/00
• 代理公司: 西安智大知識產權代理事務所 61215
• 代理人: 張震國

一種鈉離子電池負極用片狀Sb₂Se₃納米晶的制備方法，將聚乙烯吡咯烷酮和酒石酸加入去離子水中得到溶液A1，然后將酒石酸銻鉀加入溶液A1得溶液A2；將亞硒酸鈉加入到的水合肼中得溶液B；將溶液B逐滴加入溶液A2中得混合液C；將混合液C轉移至聚四氟乙烯內襯，放入均相反應儀，在100～150℃反應后隨爐冷卻至室溫，用去離子水和無水乙醇反復洗滌分離沉淀，冷凍干燥得到鈉離子電池負極用片狀Sb₂Se₃納米晶。本發明采用一步水熱法，設備簡單，綠色安全，并且反應溫度較低，重復性好，適合大規模生產；利用液相環境易控制產物形貌結構的特點，在聚乙烯吡咯烷酮和酒石酸的作用下，誘導晶體發育，成功制備出片狀純相Sb₂Se₃納米晶。

技術領域

本發明屬于電化學儲能領域，具體涉及一種鈉離子電池負極用片狀Sb₂Se₃納米晶的制備方法。

背景技術

鋰離子電池的發展始于約1980年，隨著社會的不斷進步，科學技術的不斷發展，科學家們也逐漸認識到鋰資源短缺對于鋰離子電池發展的制約。因此，和其同一主族并且儲量豐富具有類似電化學行為的的鈉離子電池逐漸引起眾多研究者的關注。銻基硒化物鈉離子電池負極材料Sb2Se3，一種具有層狀結構的Ⅴ-Ⅵ族化合物，作為鈉離子電池負極材料，1mol的Sb2Se3可以嵌入12mol的Na+，并且所發生的轉換反應是一個可逆過程，這些都促使Sb₂Se₃具有良好的電化學性能，如高的理論容量：678 mAh·g^-1。但是距離實際應用，其電化學性能還有待提高。

據文獻報道，制備二維片狀結構的納米材料是提高電化學性能最有效的方法之一，不僅可以在厚度方向上縮短離子和電子傳輸路徑，而且材料納米化后與電解液的接觸面積也會增大，同時對于一些體積效應較大的負極材料如Sb₂Se₃，納米化后能有效緩解材料在鈉離子脫嵌過程中結構的破壞和粉化，顯著提高電化學性能。目前，對于具有二維片狀Sb₂Se₃納米晶作為鈉離子電池負極材料的報道還是比較少。Song H等人采用水分子插層的方法制備出二維薄片狀Sb₂Se₃(Song H,et al.,Highly Anisotropic Sb₂Se₃Nanosheets:Gentle Exfoliation from theBulk Precursors Possessing 1D CrystalStructure.Adv Mater,2017.)Jin,R等人采用溶劑熱的方法制備出納米片組裝蠕蟲狀Sb₂Se₃具有良好的儲氫性能。(Jin,R.；Chen,G.；Wang,Q.；Sun,J.； Wang,Y.,A facilesolvothermal synthesis of hierarchical Sb₂Se₃ nanostructures with highelectrochemical hydrogen storage ability.Journal of Materials Chemistry 2011,21(18),6628.)因此，公開一種簡單制備片狀 Sb₂Se₃的方法及其作為鈉離子電池負極材料的部分測試結果是非常有意義的。

發明內容

本發明的目的在于提出一種鈉離子電池負極用片狀Sb₂Se₃納米晶的制備方法，所制備的Sb₂Se₃納米晶具有二維片狀結構，并且在厚度方向上處于納米級別，作為鈉離子電池負極材料表現出優異的循環穩定性和倍率性能。

為達到上述目的，本發明采用的技術方案是：