[發明專利]液相反應制備的氧硒化物/硫硒化物、方法及其應用有效

申請號：	202011416404.0	申請日：	2020-12-07
公開（公告）號：	CN112490440B	公開（公告）日：	2022-03-29
發明（設計）人：	方少明;柳文慶;姬東方;丁軍偉;王詩文;吳詩德;韓莉鋒;曹陽;閆繼;高可政;郭東杰;楊許召;羅河偉	申請（專利權）人：	鄭州輕工業大學
主分類號：	H01M4/58	分類號：	H01M4/58;H01M10/36;C01B19/00;B82Y40/00
代理公司：	鄭州優盾知識產權代理有限公司 41125	代理人：	張真真
地址：	450000 河南省鄭州***	國省代碼：	河南;41
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摘要：
搜索關鍵詞：	相反制備氧硒化物硫硒化物方法及其應用
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【說明書】：

本發明涉及一種液相反應制備的氧硒化物/硫硒化物、方法及其應用，以無氧有機溶劑為反應介質，以金屬氯化物為過渡金屬源，以亞硒酸為硒源，水為氧源或硫脲為硫源，通過液相反應得到具有不同組分的氧/硫硒化物；該液相反應法克服了直接用過渡金屬單質/氧化物粉末、單質硒/硫粉末高溫固/氣相反應合成相應氧/硫硒化物時存在的非常嚴重的硒/硫的揮發損失問題，進而能得到預期摩爾比的氧/硫硒化物，制備的氧/硫硒化物用作鋅離子電池正極材料時，比容量高于350mAh/g，電壓平臺高，且具有良好的循環性能。該法可從易得到的過渡金屬氯化物出發，通過重復性高、過程簡單、耗時少的工藝制備獲得，適于工業化生產。

技術領域

本發明屬于電池材料技術領域，具體涉及一種采用液相反應制備氧硒化物/硫硒化物的方法及制得的氧硒化物/硫硒化物及其應用。

背景技術

隨著對高能量和功率密度二次電池需求的日益增加，可再充水系鋅離子電池得到了迅速發展。水系鋅離子電池作為一種二價離子電池，主要采用能夠容納鋅離子的材料作為正極。通過鋅離子在正極材料中可逆的嵌入和脫出，來實現鋅離子電池的可逆的充放電。雖然鋅離子電池正極材料的種類隨著研究的深入越來越多，但開發具有高比容量、高功率密度和優異長循環穩定性的正極材料仍然是鋅離子電池發展的關鍵。

近年來，錳基和釩基氧化物廣泛用于鋅離子電池，其中釩基正極具有容量高、倍率性能優異、循環穩定性好等優點；錳基正極具有電壓平臺高和循環穩定性好等優勢。因此開發新型的具有良好儲鋅活性的釩/錳基材料具有重要的意義，特別是同時含有釩和錳的能夠同時實現高能量和功率密度的正極材料。與此同時，陰離子對于鋅離子電池正極材料的穩定性具有決定性的輔助作用，開發具有不同陰離子結構的釩/錳基正極材料同樣具有廣闊的前景，從而有助于鋅離子電池性能的提高和循環穩定性的增強。

發明內容

本發明所要解決的技術問題是克服現有技術直接用過渡金屬單質/氧化物粉末、單質硒/硫粉末高溫固/氣相反應合成相應氧硒化物/硫硒化物時存在的非常嚴重的硒/硫的揮發損失問題，提供一種能得到預期摩爾比的氧硒化物/硫硒化物，大大增加可以制備的金屬氧硒化物/硫硒化物的種類。而且制備的含有釩/錳的氧硒化物/硫硒化物可作為鋅離子電池正極材料。

為解決以上技術問題，本發明采取如下技術方案：

一種液相反應制備氧硒化物/硫硒化物的方法，該方法以不含有氧元素的有機溶劑為反應介質，以金屬氯化物為金屬源，以亞硒酸為硒源，水為氧源或硫脲為硫源，通過在液相條件下發生反應，得到具有不同組分的氧硒化物/硫硒化物（VSe_2-xO_x、MnSe_2-xO_x、VSe_1-_yO_y、MnSe_1-yO_y、VSe_2-xS_x、MnSe_2-xS_x、VSe_1-yS_y、MnSe_1-yS_y、V_0.5Mn_0.5Se_2-xO_x、V_0.5Mn_0.5Se_2-xS_x和V_0.8Mn_0.2Se_2-xS_x，其中0x2，0y1）；該液相法克服了直接用過渡金屬單質/氧化物粉末、單質硒/硫粉末高溫固/氣相反應合成相應氧硒化物/硫硒化物時存在的非常嚴重的硒/硫的揮發損失問題，進而能得到預期摩爾比的金屬氧硒化物或硫硒化物，從而大大增加了可以制備的氧硒化物或硫硒化物的種類，進而實現了多種理論預測氧硒化物或硫硒化物的首次實驗合成制備。