[發明專利]碳布負載碳包覆的硒化鈷納米片電池負極材料及其制備

有效

• 申請號: 202010899382.1
• 申請日: 2020-08-31
• 公開（公告）號: CN112018361B
• 公開（公告）日: 2021-10-15
• 發明（設計）人: 王帥;吳竹;池凱
• 申請（專利權）人: 華中科技大學
• 主分類號: H01M4/36
• 分類號: H01M4/36;H01M4/58;H01M4/583;H01M4/62;H01M10/054
• 代理公司: 華中科技大學專利中心 42201
• 代理人: 許恒恒;李智

1.一種碳布負載碳包覆的硒化鈷納米片電池負極材料的制備方法，其特征在于，該碳布負載碳包覆的硒化鈷納米片電池負極材料包括碳布和位于該碳布上的由垂直二維納米片作為構筑單元彼此交錯并相連所構成的三維陣列，其中，所述二維納米片由氮摻雜結晶碳包覆CoSe₂顆粒組成，所述二維納米片厚度為100-200nm；

所述制備方法包括如下步驟：

（1）將碳布浸泡在過氧化氫與無水乙醇的混合溶液中，取出后將碳布烘干，接著用去離子水清洗后再次烘干，得到第一碳布；所述混合溶液是將3wt%-50wt%的過氧化氫溶液與無水乙醇混合形成的；

（2）將所述第一碳布浸泡在鈷鹽溶液中進行電沉積，接著用去離子水清洗后再次烘干，得到第二碳布；所述鈷鹽為硫酸鈷、硝酸鈷或氯化鈷；

（3）將所述第二碳布置入溶有多巴胺鹽酸鹽的Tris水溶液中，10-40℃下攪拌12-48h，再用去離子水清洗后烘干，得到第三碳布；

（4）將所述第三碳布在保護性氣體的氣氛下升溫至500-700℃并保溫1-6h，得到第四碳布；

（5）在保護性氣體的氣氛下，將Se粉與所述第四碳布共同煅燒，所述煅燒是在350-550℃溫度下處理1-3h，即可得到碳布負載碳包覆的硒化鈷納米片電池負極材料。

2.如權利要求1所述制備方法，其特征在于，所述步驟（2）中，所述鈷鹽為硝酸鈷。

3.如權利要求1所述制備方法，其特征在于，所述步驟（1）中，所述過氧化氫與無水乙醇的混合溶液中過氧化氫溶液與無水乙醇的體積比為（1-3）：1；

所述將碳布烘干具體是將碳布置于50-80℃恒溫烘箱中處理48-96h；所述用去離子水清洗具體是用去離子水清洗1-6次。

4.如權利要求1所述制備方法，其特征在于，所述步驟（2）中，所述電沉積的時間為5-30min，所采用的電壓為-1.0V。

5. 如權利要求1所述制備方法，其特征在于，所述步驟（2）中，所述硝酸鈷溶液的濃度為0.05-0.2 mol/L；所述用去離子水清洗具體是用去離子水清洗1-3次。

6.如權利要求1所述制備方法，其特征在于，所述步驟（3）中，所述多巴胺鹽酸鹽的Tris水溶液中，多巴胺鹽酸鹽濃度為1-3mg/mL；所述用去離子水清洗具體是用去離子水清洗1-6次。

7.如權利要求1所述制備方法，其特征在于，所述步驟（5）中，所述Se粉的質量為1-2g。

8.如權利要求1所述制備方法，其特征在于，所述步驟（4）和所述步驟（5）中，所述保護性氣體均為氮氣或氬氣；所采用的升溫速率均滿足2-10℃/min。

9.如權利要求1所述制備方法，其特征在于，所述碳布負載碳包覆的硒化鈷納米片電池負極材料中，碳布的厚度為0.2-0.4mm。