[發明專利]一種C@MoSe2(1-x)

在審

• 申請號: 202211463790.8
• 申請日: 2022-11-22
• 公開（公告）號: CN116417586A
• 公開（公告）日: 2023-07-11
• 發明（設計）人: 邱仁華;楊寅材;王鋒
• 申請（專利權）人: 湖南大學
• 主分類號: H01M4/36
• 分類號: H01M4/36;H01M4/62
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

本發明公開了一種用作鈉離子電池負極的C@MoSesubgt;2(1?x)/subgt;Ssubgt;2x/subgt;@MWCNT復合納米異質結材料的合成方法，本發明方以五氯化鉬、Se、S、CNT、乙二醇(聚乙二醇)為原料，通過超聲分散和煅燒法合成C@MoSesubgt;2(1?x)/subgt;Ssubgt;2x/subgt;@MWCNT納米復合異質結材料。與Se同主族的S原子容易摻雜到MoSesubgt;2/subgt;晶格中形成MoSesubgt;2(1?x)/subgt;Ssubgt;2x/subgt;，與MoSesubgt;2/subgt;相比，MoSesubgt;2(1?x)/subgt;Ssubgt;2x/subgt;層間間距會擴大，降低MoSesubgt;2(1?x)/subgt;Ssubgt;2x/subgt;層間內的Nasupgt;+/supgt;遷移的勢壘并提高鈉離子的遷移能力，進而提高復合材料作為鈉離子電池電極材料的倍率性能。該方法簡單，能耗低、重復性高，MoSesubgt;2(1?x)/subgt;Ssubgt;2x/subgt;、MWCNT可分散度高，形貌均勻，活性位點多，循環穩定性好(電流密度為100mA?gsupgt;?1/supgt;時543mA?h?gsupgt;?1/supgt;)和良好的循環穩定性(電流密度為10A?gsupgt;?1/supgt;時500次循環后300mA?h?gsupgt;?1/supgt;，3000次循環后165mA?h?gsupgt;?1/supgt;，6000次循環后126mA?h?gsupgt;?1/supgt;)；有利于實現規模化生產。

技術領域

本發明涉及一種鈉離子電池負極技術材料合成方法，特別涉及一種用作鈉離子電池負極的C@MoSe_2(1-x)S_2x@CNT納米復合異質結材料的合成方法，屬于鈉離子電池負極技術材料合成領域。

背景技術

TMD顯示出極具有吸引力的鈉離子電池理論儲能容量，特別是在實際實驗的儲能中表現出遠超理論容量的情況，這使其成為極具前景的鈉離子電池電極材料。其中，二硫化鉬(MoSe₂)由于其較大的層間空間和較高的理論容量(422mA?h?g^–1)，在Na⁺存儲方面引起了相當大的研究興趣。然而，通過嵌入和轉換機制存儲Na⁺的MoSe₂往往會遇到電子、離子傳導能力差以及充放電過程中嚴重體積變化導致的結構失效等關鍵問題。因此，通常提出了兩類策略來解決MoSe₂的Na⁺存儲中的相關問題。一類策略，通過雜原子摻雜或替換在2D?MoSe₂納米片中引入新原子或產生缺陷，以改變表面的電子結構或提供豐富的與鈉離子作用的活性位點，從而可能提高電子或者鈉離子傳導能力。例如，S摻雜，因為S本身具有與Se類似的性質，所以S原子容易摻雜到MoSe₂晶格中形成MoSe_2(1-x)S_2x，相對于MoSe₂層間間距會擴大，自然會降低MoSe_2(1-x)S_2x層間內的Na離子遷移的勢壘和促進鈉離子的遷移能力，表現出更好的鈉離子傳導能力，從而達到提高鉬基材料作為鈉離子電池電極材料的倍率性能目的。另一類策略，MoSe₂構建與其他材料復合，比如與碳(例如，碳納米管、碳納米管、石墨烯)結合，因為碳材料具有強的導電性和機械結構穩定性，從而增強復合材料的電子傳輸和抵抗充放電時體積變化的能力，從而達到延長復合材料作為鈉離子電池電極材料的工作壽命的目的。

受上述啟發，商業化的MWCNT材料具有大表面積且廉價易得。我們設想將鉬基金屬有機配合物吸附在MWCNT表面，然后將Mo原子原位硒化/硫化為MoSe_2(1-x)S_2x，同時鉬基金屬有機配合物中的有機物直接碳化外層碳包覆層，從而合成C@MoSe_2(1-x)S_2x@MWCNT三層異質結材料，在MWCNT和活性納米材料(MoSe_2(1-x)S_2x)之間產生強耦合。