[發明專利]一種榆錢狀二硒化鉬@氮摻雜碳納米纖維及其制備方法和應用

在審

• 申請號: 202111093610.7
• 申請日: 2020-01-16
• 公開（公告）號: CN113809303A
• 公開（公告）日: 2021-12-17
• 發明（設計）人: 盧惠民;楊文文;曹媛
• 申請（專利權）人: 易航時代（北京）科技有限公司
• 主分類號: H01M4/36
• 分類號: H01M4/36;H01M4/58;H01M4/583;H01M10/054
• 代理公司: 北京方圓嘉禾知識產權代理有限公司 11385
• 代理人: 朱玲艷

本發明提供了一種榆錢狀二硒化鉬@氮摻雜碳納米纖維及其制備方法和應用，屬于離子電池領域。本發明通過靜電紡絲和熱處理制備出氮摻雜碳納米纖維柔性薄膜作為基體，通過水熱反應使榆錢狀的二硒化鉬納米片原位包覆在氮摻雜碳納米纖維上形成核殼結構，二硒化鉬特殊的納米結構具有高活性比表面積，可以提升儲鋁效率，獲得高比容量，氮摻雜碳納米纖維形成三維導電網絡，為高倍數充放電提供了快速傳遞電子的能力，實現大功率放電和快速充電，三維多孔的氮摻雜碳納米纖維能夠緩沖充放電循環過程中產生的應力，減小活性材料的變形，保持其結構穩定，提高電池的循環穩定性。

本申請是申請日為2020年01月16日、申請號為202010046436.X、發明名稱為《一種榆錢狀二硒化鉬@氮摻雜碳納米纖維及其制備方法和應用》的分案申請。

技術領域

本發明涉及離子電池技術領域，尤其涉及一種榆錢狀二硒化鉬@氮摻雜碳納米纖維及其制備方法和應用。

背景技術

隨著經濟發展和生活水平的提高，電動汽車和便攜電子設備的需求量隨之增長。目前，電動汽車和便攜電子設備主要依靠鋰離子電池作為電源。然而，由于鋰資源有限價格升高，一方面增加了鋰離子電池的成本，另一方面其供應的可持續性也令人擔憂。因此，發展低成本，高儲量的金屬離子電池作為鋰離子電池的替代或補充成為研究熱點。鋁的儲量豐富，價格低，在可持續發展的觀點來看，是代替鋰作為金屬離子電池負極的理想材料。然而，鋁離子由于具有三個正電荷，導致其表面電荷密度遠高于鋰離子，因而會與正極儲能材料的基體之間產生強烈的靜電相互作用，其儲能效率遠不及鋰，這一缺點也是限制鋁離子電池實際應用的主要問題。為了克服鋁離子電池的這一缺點，需要構建高電子和離子傳輸能力的正極結構，從而提高鋁離子電池的儲能效率。二硒化鉬與二硫化鉬相比，其作為儲鋁電極材料具有兩個明顯優勢：1)層間距(0.65nm)比二硫化鉬大(0.62nm)，層間距大，則鋁離子的嵌入/脫嵌阻力小。2)二硒化鉬的導電性比二硫化鉬強，則鋁離子在二硒化鉬層間的擴散能力更強。以上兩點在電池性能中的具體表現就是倍率性能的提升。所以，二硒化鉬作為鋁離子電池正極材料具有很大的發展潛力。

現有技術中，將二硒化鉬作為鋁離子電池正極材料存在比容量低的問題。

發明內容

有鑒于此，本發明的目的在于提供一種榆錢狀二硒化鉬@氮摻雜碳納米纖維及其制備方法和應用。本發明中，榆錢狀的二硒化鉬均勻包覆在氮摻雜碳納米纖維表面，使電極活性材料與電解液的接觸面積增大，有效儲鋁位點增加，提高了電極活性材料的利用率，從而提高電池的比容量。

為了實現上述發明目的，本發明提供以下技術方案：

本發明提供了一種榆錢狀二硒化鉬@氮摻雜碳納米纖維的制備方法，其特征在于，具體為以下步驟：