[發明專利]一種具有六棱柱狀鐵鈷雙金屬硒化物的制備方法

有效

• 申請號: 201911229195.6
• 申請日: 2019-12-04
• 公開（公告）號: CN110867571B
• 公開（公告）日: 2022-01-07
• 發明（設計）人: 王新;李業寶;張永光
• 申請（專利權）人: 肇慶市華師大光電產業研究院
• 主分類號: H01M4/36
• 分類號: H01M4/36;H01M4/58;H01M4/62;H01M10/054;B82Y30/00;B82Y40/00
• 代理公司: 廣州正明知識產權代理事務所(普通合伙) 44572
• 代理人: 余敏

本發明屬于無機材料領域，具體涉及一種具有六棱柱狀鐵鈷雙金屬硒化物的制備方法。包括以下步驟：S1.將鐵鹽和鈷鹽混合溶解于異丙醇中；S2.配置PVP的異丙醇溶液；S3.配置NaHCO₃水溶液；S4.將步驟S1和步驟S2的溶液按照體積比為1:1~3混合，超聲10~20min；S5.將步驟S4的混合溶液加入NaHCO₃水溶液，得到鐵鈷金屬前驅體；S6.將步驟S5的鐵鈷金屬前驅體與硒粉按照質量比為1：1~3混合，煅燒3~5h。本發明提供的制備方法制得的鐵鈷雙金屬硒復合碳材料有較穩定的循環壽命和倍率性能，并且有了碳的摻雜可以增強材料的導電性從而提高了電池的比容量。

技術領域

本發明屬于無機材料領域，具體涉及一種具有六棱柱狀鐵鈷雙金屬硒化物的制備方法。

背景技術

儲能問題是當今科研界的討論熱點。目前主要的儲能技術有物理、相變、電磁與電化學儲能。電化學儲能中電池技術得到的突破性較大，尤其是鋰離子電池，它的迅速發展推動了整個能源市場的發展，為能源市場開辟了新的道路，同時伴隨著鋰離子電池的需求量急速增加，不斷激發新電池技術的發展。但是，鋰元素是在地球上較稀缺的元素，開發需求技術較高，因此其作為鋰離子電池的成本也較高，再加上其作為商品在廣大的能源市場上供不應求的情況，因此現有的鋰資源無法滿足人們的需求，嚴重阻礙鋰離子電池的發展。因此，與鋰元素同族的鈉離子電池逐漸受到科研界的關注，吸引了大批儲能材料研究者。地球中豐度遠遠高于鋰，且與鋰的性質十分相似，Na⁺/Na電對的標準電極電勢為-2.71V，與Li⁺/Li電對的-3.04V較接近，它相對與鋰元素具有資源儲量高、開發技術要求低、安全性較高且價格低廉、更綠色環保等優勢，它具有在部分領域里成為下一代能代替鋰離子電池的前景。

但是，Na⁺的半徑是0.102nm，而Li⁺的半徑是0.076nm，約是Li⁺的1.34倍，使得其在電池工作過程中擴散問題受到阻礙，因此他們的儲能機理與晶體結構會有較大的區別，從而使得大部分鋰離子電池正負極材料不能適用于鈉離子電池體系。當今各種鈉離子電池負極材料都被研究并應用，主要體現在單金屬、雙金屬氧化物，以及其硒化物、硫化物、磷化物與摻雜態的材料，為能改善由于充放電過程中材料膨脹問題從而降低電池的循環可逆性與壽命，過渡金屬硒化物較氧化物具有較高的理論比容量，較硫化物具有更高穩定性。但是在充放電過程中材料架構遭到破壞的問題仍然嚴重。

目前合成負極材料多是利用金屬有機框架為模板合成前驅體，再經過高溫處理得到最終的電極材料，得到的材料形貌結構也各有不同，其作為電池材料使用時所表現出來的性能也會有各自的特點。也有一些利用共沉淀的方法合成前驅體在經過高溫處理的方法合成材料，相比較水熱法操作更簡單、安全、節能、產量大、合成周期短，但往往由于局部濃度過高，產生團聚或組成不夠均勻，從而使材料形貌比較不規則。

發明內容

本發明的目的在于克服現有技術中的問題，提供了一種具有六棱柱狀鐵鈷雙金屬硒化物的制備方法。

本發明的另一個目的在于，提供上述制備方法所制備的具有六棱柱狀鐵鈷雙金屬硒化合物。

本發明的另一個目的在于，提供上述鐵鈷雙金屬硒化合物作為鈉離子電池負極材料的應用。

本發明的目的通過以下技術方案予以實現：

一種具有六棱柱狀鐵鈷雙金屬硒化物（FeSe₂/CoSe₂@C）的制備方法，包括以下步驟：

S1.配置溶液A：將鐵鹽和鈷鹽混合溶解于異丙醇中， Fe³⁺與Co²⁺的濃度均為0.01~0.03M，優選，鐵鹽為Fe(NO₃)₃?9H₂O，鈷鹽為Co(NO₃)₂?6H₂O；