[發明專利]一種CoSe2

有效

• 申請號: 202111373642.2
• 申請日: 2021-11-19
• 公開（公告）號: CN114220972B
• 公開（公告）日: 2023-06-23
• 發明（設計）人: 史曉艷;梁偉權;劉秋南;陳彬;邵漣漪;孫志鵬
• 申請（專利權）人: 廣東工業大學
• 主分類號: H01M4/62
• 分類號: H01M4/62;H01M4/58;H01M4/136;H01M10/04;H01M10/054
• 代理公司: 廣州三環專利商標代理有限公司 44202
• 代理人: 陳旭紅

本發明公開了一種CoSesubgt;2/subgt;/MXene復合材料及其制備方法與應用。復合材料的制備方法包括以下步驟：將乙酸鈷·四水、六(4?羧基苯氧基)環三磷腈和MXene球磨，得到Co?MOF和MXene的混合粉末，將其與硒粉熱處理，得到CoSesubgt;2/subgt;/MXene復合材料。合成方法不需要使用溶劑，反應速度快，反應條件溫和簡便，由Co?MOF/Mxene獲得CoSesubgt;2/subgt;/Mxene只需要一步，更加節能環保；通過將乙酸鈷·四水和六(4?羧基苯氧基)環三磷腈混合球磨得到Co?MOFs，反應條件溫和，反應完成時間較短，制備方法簡便；得到的材料能明顯改善電池的電化學性能，有助于提高電池倍率和循環穩定性能。

技術領域

本發明涉及鈉離子電池電極材料技術領域，尤其涉及一種CoSe₂/MXene復合材料及其制備方法與應用。

背景技術

上世紀以來，人們越來越多地使用化石燃料，伴隨而來的是環境污染和能源枯竭等問題，因此，人類迫切需要清潔的可再生能源。可再生能源(風能、太陽能、潮汐能等)的開發和儲存面臨著種種挑戰與機遇。同時，人們希望將可再生能源與智慧電網結合起來，將不連續不穩定的電能暫時存儲，以滿足實際使用需求，由此又使得大規模儲能系統成為發展的關鍵。為此，世界上許多國家致力于開發廉價、高效的大規模儲能系統。

相較于傳統的鋰離子電池使用鋰作為電極材料，鈉離子電池具有原材料充足、成本低、環保等優點。雖然鈉的理論比容量低于鋰，但其電極電勢更高。正因如此，鈉離子電池工作電壓更低。這些不同使得鈉離子電池出現能量密度、循環穩定性弱于鋰離子電池的問題。至今為止，循環和倍率性能差仍阻礙著鈉離子電池的發展。因此，推進鈉離子電池實用化商業化的關鍵步驟在于開發新的電極材料。

MXene是一種二維層狀的類石墨烯過渡金屬碳化物或氮化物。其中，研究最多的是Ti₃C₂T_x。正因是類石墨烯結構，所以MXene具有優秀的導電性和電子儲備能力，并因此在鈉離子電池領域廣泛運用。

球磨法是指固態物質通過機械相互作用獲得能量來源的化學反應，由于其具有幾乎不需要溶劑、低能耗、速度快、反應條件溫和、原子經濟型反應等優點受到人們的較大關注。對比傳統的合成方法，由于幾乎不使用溶劑，反應更加清潔且安全高效。因此，球磨法是一種“綠色化學”的合成方法。

現有技術公開了將Co(NO₃)₂·6H₂O與1,3,5-苯三甲酸制備Co-MOFs，再與硒粉在氬氣氣氛中600度加熱4小時，獲得的CoSe₂空心球與MXene納米片退火，獲得CoSe₂@MXene雜化球的方法。該方法反應時間長，反應步驟較為復雜，需要使用溶劑，在高溫高壓下進行。

發明內容

本發明的首要目的在于克服現有技術的缺點與不足，提供一種CoSe₂/MXene復合材料的制備方法。

本發明的另一目的在于提供通過上述制備方法得到的CoSe₂/MXene復合材料。

本發明的再一目的在于提供上述CoSe₂/MXene復合材料的應用。

本發明的目的通過下述技術方案實現：一種CoSe₂/MXene復合材料的制備方法，包括以下步驟：

(1)將乙酸鈷·四水、六(4-羧基苯氧基)環三磷腈和MXene球磨，得到Co-MOF和MXene的混合粉末；

(2)將步驟(1)所述Co-MOF和MXene的混合粉末與硒粉在惰性氣體的氛圍下熱處理，得到CoSe₂/MXene復合材料。