[發(fā)明專利]硒化鋅作為鋁離子電池正極材料的應用

有效

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• 申請日: 2018-09-28
• 公開（公告）號: CN109360986B
• 公開（公告）日: 2020-10-13
• 發(fā)明（設計）人: 顏東亮;劉偉岷;徐華蕊;朱歸勝
• 申請（專利權(quán)）人: 桂林電子科技大學
• 主分類號: H01M4/58
• 分類號: H01M4/58;H01M10/054;C01B19/04
• 代理公司: 北京中濟緯天專利代理有限公司 11429
• 代理人: 石燕妮

本發(fā)明涉及硒化鋅作為鋁離子電池正極材料的應用，屬于鋁離子電池技術(shù)領域。將硒化鋅用作鋁離子電池正極材料，不僅具有高的放電平臺，還具有大的比容量，其中，放電電壓平臺約為1.8V，在200mA/g電流密度下首圈比容量為164mAh/g左右，使得鋁離子電池可更好地被應用于眾多領域，如電子工業(yè)、通訊產(chǎn)業(yè)、電動汽車等。同時，硒化鋅的制備工藝簡單，原料來源廣泛，且成本低，適合大規(guī)模工業(yè)化生產(chǎn)。

技術(shù)領域

本發(fā)明屬于鋁離子電池技術(shù)領域，具體涉及硒化鋅作為鋁離子電池正極材料的應用。

背景技術(shù)

與現(xiàn)在應用廣泛的鋰離子電池相比，鋁離子電池有著許多優(yōu)點而受到廣泛的關注，如鋁離子電池在一次氧化還原中可以轉(zhuǎn)移三個電子，因此可提供非常高的體積能量密度和質(zhì)量能量密度。此外，由于鋁是地殼中最豐富的金屬元素，以其作為原料可以大大降低鋁離子電池的成本，加之鋁離子電極材料和所用電解液的不易燃燒性，因此鋁離子電池具有很好的安全性。

目前，碳基材料、過渡金屬氧化物/過渡金屬硫化物/過渡金屬硒化物等一系列材料被用作鋁離子電池的正極材料。但是，將這些材料用作鋁離子電池正極材料還存在著不足。如石墨材料，雖然有高達2.0V的放電電壓平臺，但其比容量相對較低，Dai等人將泡沫石墨作為鋁離子電池的正極材料，表現(xiàn)出極高的循環(huán)穩(wěn)定性和高的放電電壓平臺，但是這種正極材料組裝的電池的容量較低，僅為60mAh g^-1(見Meng-Chang Lin,Ming Gong,BinganLu,Yingpeng Wu,Diyan Wang,Mingyun Guan,Michael Angell,Changxin Chen,JiangYang,Bing-Joe Hwang,Hongjie Dai.An ultrafast rechargeable aluminium-ionbattery[J].Nature,2015,520:324-328)。而金屬硫化物/氧化物/硒化物等雖然它們的比容量較高，但它們的放電電壓平臺卻很低，通常在1.0V以下(見Xuefeng Zhang,GuohuaZhang,Shuai Wang,Shijie Li and Shuqiang Jiao.Porous CuO microspherearchitectures as high performance cathode materials for aluminum-ionbatteries[J].Journal of Materials Chemistry A,2018,6,3084–3090)。而有些金屬硫化物/氧化物/硒化物雖然有較高的放電電壓平臺，但所用的正極材料含有價格很高且儲量越來越少的鈷元素(見Tonghui Cai,Lianming Zhao,Haoyu Hu,Yanpeng Li,QingzhongXue,Wei Xing,Zifeng Yan,Lianzhou Wang.Stable CoSe₂/Carbon Nanodice@ReducedGraphene Oxide Composites for High-performance Rechargeable Aluminum-ionBatteries[J].EnergyEnvironmental Science,doi:10.1039/C8EE00822A)。