[發(fā)明專(zhuān)利]KCu4 在審
| 申請(qǐng)?zhí)枺?/td> | 202110422908.1 | 申請(qǐng)日： | 2021-04-20 |
| 公開(kāi)（公告）號(hào)： | CN113086953A | 公開(kāi)（公告）日： | 2021-07-09 |
| 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人： | 代書(shū)閣;李曉夢(mèng);徐俊敏 | 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人： | 鄭州大學(xué) |
| 主分類(lèi)號(hào)： | C01B19/00 | 分類(lèi)號(hào)： | C01B19/00;H01M4/58;H01M10/0525;H01M10/054;B82Y40/00;B82Y30/00 |
| 代理公司： | 鄭州優(yōu)盾知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 41125 | 代理人： | 王紅培 |
| 地址： | 450001 河南*** | 國(guó)省代碼： | 河南;41 |
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| 摘要： | |||
| 搜索關(guān)鍵詞： | kcu base sub | ||
本發(fā)明提供了一種KCu4Se8納米棒的制備及應(yīng)用，以NaOH和KOH的混合氫氧化物作為反應(yīng)媒介，加入一定量的水，以CuCl2·2H2O和硒粉為原料，水合肼（N2H4·H2O）為還原劑，通過(guò)200 ℃的水熱反應(yīng)得到高度結(jié)晶的KCu4Se8納米棒。將其作為鋰/鈉離子電池負(fù)極材料，表現(xiàn)出優(yōu)異的電化學(xué)性能。本發(fā)明制備的產(chǎn)物KCu4Se8具備結(jié)晶性好、形貌均一、產(chǎn)量高、純度高等特點(diǎn)。該材料與一般的金屬硒化物相比，離子擴(kuò)散通道更大，有利于離子的遷移，且結(jié)構(gòu)更穩(wěn)定、電導(dǎo)率更高，是一種比較理想的鋰/鈉離子電池負(fù)極材料。
技術(shù)領(lǐng)域
本發(fā)明涉及電池材料領(lǐng)域，具體涉及一種KCu4Se8納米棒的制備及應(yīng)用。
背景技術(shù)
金屬硒化物（如Cu2-xSe），是一種極具發(fā)展?jié)摿Φ匿?鈉離子電池負(fù)極材料。然而，由于硒的反應(yīng)活性較低，合成金屬硒化物的條件要求較高，不易實(shí)現(xiàn)。固相法是較早采用的一種合成方法，雖然操作簡(jiǎn)單，但反應(yīng)溫度高、能耗大、成本高，并且得到的產(chǎn)物形貌、尺寸不均勻，不適合大規(guī)模的產(chǎn)業(yè)化生產(chǎn)。
據(jù)報(bào)道，層狀Cu2-xSe納米片雖然在鋰離子電池[D. Chen, G. Chen, R. Jin, H.Xu, Self-decorated Cu2-xSe nanosheets as anode materials for Li ion batteriesand electrochemical hydrogen storage, CrystEngComm. 16 (2014) 2810-2817.]和鈉離子電池[H. Li, J. Jiang, J. Huang, Y. Wang, Y. Peng, Y. Zhang, B. J. Hwang,J. Zhao, Investigation of the Na Storage Property of One-Dimensional Cu2-xSeNanorods, ACS Appl. Mater. Interfaces. 10 (2018) 13491-13498.]中都有應(yīng)用，但是它的電導(dǎo)率低，在循環(huán)過(guò)程中的體積變化較大，影響了其倍率及循環(huán)性能，并且放電比容量不高。
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明提出了一種KCu4Se8納米棒的制備及應(yīng)用，KCu4Se8納米棒的隧道結(jié)構(gòu)（圖1）為充放電過(guò)程中離子的嵌入/脫出提供了可能。隧道中嵌入的鉀離子不僅能夠擴(kuò)大離子擴(kuò)散通道，提高材料的電導(dǎo)率，同時(shí)起到了支撐結(jié)構(gòu)的作用，使材料結(jié)構(gòu)在循環(huán)過(guò)程中不易坍塌。本發(fā)明制備的KCu4Se8同時(shí)具備優(yōu)異的儲(chǔ)鋰/鈉性能，將它作為負(fù)極材料組裝得到的電池具有比容量高、倍率性能好等優(yōu)點(diǎn)，具有廣闊的應(yīng)用前景。
實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的技術(shù)方案是：
一種鋰/鈉離子電池負(fù)極材料KCu4Se8納米棒的制備方法，包括：以NaOH和KOH的混合氫氧化物作為反應(yīng)媒介，加入一定量的水，以CuCl2·2H2O和硒粉為原料，水合肼（N2H4·H2O）為還原劑，通過(guò)水熱反應(yīng)得到高度結(jié)晶的KCu4Se8納米棒。將其作為鋰/鈉離子電池負(fù)極材料，表現(xiàn)出優(yōu)異的電化學(xué)性能。
其中NaOH和KOH的摩爾比為1：（0.5-5），CuCl2·2H2O和硒粉的摩爾比為（1-5）：1，水熱反應(yīng)的溫度為90-220℃，時(shí)間為5-24h。
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