[发明专利]一种用于钠离子电池的硒化铋/碳纳米纤维负极复合材料及其制备方法

权利要求书

1.一种用于钠离子电池的硒化铋/碳纳米纤维负极复合材料，其特征在于，由铋盐与沉积在具有三维网络结构的碳纳米纤维中的小分子单质硒反应并原位生长硒化铋得到；所述的具有三维网络结构的碳纳米纤维由模板法制得的聚吡咯纤维在600～1200℃高温下通过氢氧化钾活化得到。

2.根据权利要求1所述的硒化铋/碳纳米纤维负极复合材料，其特征在于，所述的硒化铋质量占硒化铋和碳纳米纤维总质量的40～90％。

3.根据权利要求1所述的硒化铋/碳纳米纤维负极复合材料，其特征在于，所述的硒化铋/碳纳米纤维复合材料的形貌为三维纳米网络结构，比表面积为50～600m²g^-1，其中，碳纳米纤维的直径为50～400nm。

4.根据权利要求1所述的硒化铋/碳纳米纤维负极复合材料，其特征在于，所述的硒化铋是由铋盐与沉积在具有三维网络结构的碳纳米纤维中的小分子单质硒通过水热反应生成并原位生长在具有三维网络结构的碳纳米纤维上。

5.制备权利要求1～4任一项所述的硒化铋/碳纳米纤维负极复合材料的方法，其特征在于，先通过模版法制备聚吡咯纤维，所得聚吡咯纤维在氢氧化钾活化剂存在下，通过600～1200℃高温活化，得到具有三维网络结构的碳纳米纤维；所得碳纳米纤维与单质硒混合均匀后，于200～400℃温度下进行热处理；热处理产物通过超声分散在铋盐溶液中后，转入高压反应釜中进行水热反应，即得。

6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，所述的高温活化是将聚吡咯纤维与氢氧化钾混合后，置于惰性气氛中，以1～10℃/min的升温速率升温至600～1200℃，保温2～10h；

所述的热处理是将碳纳米纤维与单质硒混合均匀后，以1～5℃/min的升温速率升温至200～400℃，保温12～24h；

所述的水热反应是将热处理产物通过超声分散在铋盐溶液中后，转入高压反应釜，在110～180℃温度下，反应6～24h。

7.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，所述的碳纳米纤维与单质硒的质量比为1:0.5～4。

8.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，所述的铋盐溶液浓度为1～3g/L；所述的铋盐为五水合硝酸铋或三氯化铋；所述的铋盐和单质硒的摩尔比为2:3。

9.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，模版法制备聚吡咯纤维的过程为：将溴化十六烷基三甲铵和过硫酸铵溶解在0～5℃的盐酸溶液中，向盐酸溶液中滴加吡咯单体进行聚合反应12～24h，得到聚吡咯纤维。

10.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，所述的超声分散时间为30～120min。