[发明专利]一种钠离子电池硒化钼基负极复合材料及其制备方法有效
申请号: | 201510315708.0 | 申请日: | 2015-06-10 |
公开(公告)号: | CN105006570B | 公开(公告)日: | 2017-03-29 |
发明(设计)人: | 张治安;杨幸;付云;史晓东 | 申请(专利权)人: | 中南大学 |
主分类号: | H01M4/58 | 分类号: | H01M4/58;H01M4/62;B82Y30/00;B82Y40/00 |
代理公司: | 长沙市融智专利事务所43114 | 代理人: | 魏娟 |
地址: | 410083 湖南*** | 国省代码: | 湖南;43 |
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摘要: | |||
搜索关键词: | 一种 钠离子 电池 硒化钼基 负极 复合材料 及其 制备 方法 | ||
1.一种钠离子电池硒化钼基负极复合材料,其特征在于,硒化钼纳米片均匀沉积生长在中空碳纳米纤维表面,通过中空碳纤维与复合在其上面的二维硒化钼构建三维导电网络;其中,中空碳纳米纤维和硒化钼纳米片中的硒来自于中空碳纳米纤维的前驱体;所述的前驱体为以硒为内芯外层包覆有碳纳米纤维的线型复合材料;将所述的中空碳纳米纤维的前驱体与钼源、还原剂进行水热反应,使得其内芯的硒以硒离子的形式溶出并与钼源中的钼结合生成硒化钼沉积在线型复合材料的表面,而线型复合材料的碳纳米纤维形成中空,经惰性气氛条件下煅烧处理后最终得到硒化钼/中空碳纳米纤维负极复合材料。
2.根据权利要求1所述的负极复合材料,其特征在于,所述的硒化钼纳米片的长度为15~20nm,宽度为1~5nm。
3.根据权利要求1所述的负极复合材料,其特征在于,所述的煅烧处理的温度为600~800℃。
4.根据权利要求1所述的负极复合材料,其特征在于,所述的硒化钼基负极复合材料中硒化钼的质量占负极复合材料总质量的50~90%;所述的硒化钼基负极复合材料的直径为100~500nm,长度为0.8~10μm。
5.一种钠离子电池硒化钼基负极复合材料,其特征在于,硒化钼/中空碳纳米纤维负极复合材料,由以下步骤得到:
步骤1:将硒源、碳源、还原剂以及表面活性剂加入到水溶液中,在170~200℃水热条件下反应后得到中空碳纳米纤维的前驱体,即以硒单质为内芯外层包覆有碳纳米纤维的线型复合材料;
步骤2:将中空碳纳米纤维的前驱体加入到水溶液中超声分散得到分散液,在所述分散液中加入还原剂和钼源并充分溶解后,在180~220℃的反应釜中进行水热反应;反应产物经洗涤、干燥后,得到硒化钼/中空碳纳米纤维负极复合材料的前驱体;将硒化钼/中空碳纳米纤维负极复合材料的前驱体在600~800℃惰性气氛条件下煅烧处理,得到硒化钼/中空碳纳米纤维负极复合材料。
6.根据权利要求5所述的制备方法,其特征在于,所述的步骤1的水热反应时间为20~30h;所述的步骤2的煅烧处理1~5h。
7.根据权利要求5所述的制备方法,其特征在于,所述的步骤1中所述的硒源为亚硒酸钠、二氧化硒、四氯化硒中的一种或几种;所述的碳源为葡萄糖、蔗糖、淀粉、柠檬酸钠、 三聚氰胺中的一种或几种;所述的表面活性剂为聚乙烯吡咯烷酮、十二烷基苯磺酸钠或聚乙二醇辛基苯基醚中的一种或几种;所述还原剂为硼氢化钠、硼氢化钾、亚硫酸钠中的一种或几种。
8.根据权利要求5所述的制备方法,其特征在于,所述硒源和碳源的质量比为1:6~10,硒源和还原剂的摩尔比为1:1~2;碳源与表面活性剂的质量比为7~9:1。
9.根据权利要求5所述的制备方法,其特征在于,所述的步骤2中,所述钼源为四水钼酸铵、钼酸钠、三氯化钼、磷钼酸中的一种或几种;所述还原剂为硼氢化钠、硼氢化钾、亚硫酸钠、水合肼中的一种或几种。
10.根据权利要求5、6、7、9任一项所述的制备方法,其特征在于,所述中空碳纳米纤维的前驱体与钼源的质量比为1:1~2,钼源和还原剂的摩尔比为1:1~2。
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