[發明專利]一種WSe2在審

申請號：	202010028228.7	申請日：	2020-01-10
公開（公告）號：	CN111146440A	公開（公告）日：	2020-05-12
發明（設計）人：	許婧;黃克靖;韋正楠;王儀涵;張鈺;李景營	申請（專利權）人：	信陽師范學院
主分類號：	H01M4/58	分類號：	H01M4/58;H01M10/054
代理公司：	西安合創非凡知識產權代理事務所(普通合伙) 61248	代理人：	楊蕾
地址：	464000 河***	國省代碼：	河南;41
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摘要：
搜索關鍵詞：	一種 wse base sub
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【說明書】：

本發明公開了一種WSe₂納米花材料的制備方法和電極，涉及鎂離子電池技術領域，所述WSe₂納米花材料的制備方法包括以下步驟：將硼氫化鈉和硒粉溶解于溶劑中并進行攪拌，然后加入鎢酸鈉后轉移至反應釜中進行反應，反應完成后進行離心、真空干燥得到WSe₂納米花。將WSe₂納米花與導電劑、聚偏二氟乙烯以質量比8:1:1進行混合后，用氮甲基吡咯烷酮調制成糊狀后涂覆于銅箔上進行干燥，沖制成直徑為12?16 mm的圓形電極片，以該電極片作為工作電極，鎂離子電極作為對電極，得到的鎂離子電池穩定放電比容量高，循環100圈，庫倫效率為90%。

技術領域

本發明涉及鎂離子電池技術領域，具體涉及一種WSe₂納米花材料的制備方法和電極。

背景技術

能源儲存和轉換與我們日常生活密切相關。當前應用最廣泛的鋰離子電池仍存在成本高、安全性低等一系列問題。與Li(約2046 mAh cm^-3)相比，金屬Mg具有高體積能量密度（約3833 mAh cm^-3），離子脫嵌過程無枝晶產生，安全性高，且資源儲量豐富、成本低等優點。在過去幾十年鎂可充電池未取得重大進展的主要原因之一是Mg²⁺極性高，導致其在正極材料中可逆脫嵌過程受阻、擴散速率緩慢以及循環充放電過程中材料結構崩塌等問題。因此，制備既有高能量密度又能夠長時間支撐Mg²⁺可逆脫嵌的正極材料是解決可充電鎂電池發展瓶頸的關鍵。

過渡金屬硫族化物（TMDs）材料具有較大的層間間距，有利于Mg²⁺離子的可逆反應，作為TMDs家族的重要成員，WSe₂具有極低的導熱系數、高疏水粘性表面、小的帶隙(1.6 eV)和高效的p型場效應等優良性能，有望成為鎂離子電池極具發展前景的候選正極材料。此外，WSe₂的層狀結構為Se-W-Se，一個W原子層中間夾著兩個六邊形的Se原子層。層間弱范德華力耦合，相鄰層間距為0.648 nm，可減小極化效應，促進Mg²⁺可逆脫嵌。然而作為一種半導體材料，制備復雜，導電性差，從而導致其實際容量較低以及循環穩定性較差的問題。因此采用簡單的方法制備性能優異的WSe₂材料來提高鎂離子電池放電特性迫在眉睫。

發明內容

為了解決上述問題，本發明提供了一種WSe₂納米花材料的制備方法和電極。

為了實現上述目的，本發明采用的技術方案之一為：一種WSe₂納米花材料的制備方法，包括以下步驟：

S1、將硼氫化鈉和硒粉溶解于溶劑中進行反應；

S2、在S1反應后的混合液中加入鎢酸鈉繼續反應得到WSe₂納米花。

進一步地，所述硼氫化鈉與硒粉在所述溶劑中的初始濃度均為0.05-0.15moL/L。

更進一步地，所述溶劑為二甲基甲酰胺或水合肼。

更進一步地，所述硼氫化鈉與硒粉的反應時間為2-10h。

更進一步地，所述鎢酸鈉的添加量為使鎢酸鈉在所述混合液中的初始濃度為0.01-0.1moL/L。

更進一步地，所述鎢酸鈉與所述混合液的反應溫度為60-100℃，反應時間為8-16h，反應容器為反應釜。

本發明采用的技術方案之二為：一種電極，所述電極包括銅箔和涂覆于銅箔上的涂層，所述涂層通過將上述方案任一所述制備的WSe₂納米花與導電劑、聚偏二氟乙烯進行混合并溶解于氮甲基吡咯烷酮中制備而成。

進一步地，所述WSe₂納米花與導電劑、聚偏二氟乙烯的質量比為8:1:1。