[发明专利]一种钠离子电池负极用片状Sb2

说明书

一种钠离子电池负极用片状Sb₂Se₃纳米晶的制备方法，将聚乙烯吡咯烷酮和酒石酸加入去离子水中得到溶液A1，然后将酒石酸锑钾加入溶液A1得溶液A2；将亚硒酸钠加入到的水合肼中得溶液B；将溶液B逐滴加入溶液A2中得混合液C；将混合液C转移至聚四氟乙烯内衬，放入均相反应仪，在100～150℃反应后随炉冷却至室温，用去离子水和无水乙醇反复洗涤分离沉淀，冷冻干燥得到钠离子电池负极用片状Sb₂Se₃纳米晶。本发明采用一步水热法，设备简单，绿色安全，并且反应温度较低，重复性好，适合大规模生产；利用液相环境易控制产物形貌结构的特点，在聚乙烯吡咯烷酮和酒石酸的作用下，诱导晶体发育，成功制备出片状纯相Sb₂Se₃纳米晶。

技术领域

本发明属于电化学储能领域，具体涉及一种钠离子电池负极用片状Sb₂Se₃纳米晶的制备方法。

背景技术

锂离子电池的发展始于约1980年，随着社会的不断进步，科学技术的不断发展，科学家们也逐渐认识到锂资源短缺对于锂离子电池发展的制约。因此，和其同一主族并且储量丰富具有类似电化学行为的的钠离子电池逐渐引起众多研究者的关注。锑基硒化物钠离子电池负极材料Sb2Se3，一种具有层状结构的Ⅴ-Ⅵ族化合物，作为钠离子电池负极材料，1mol的Sb2Se3可以嵌入12mol的Na+，并且所发生的转换反应是一个可逆过程，这些都促使Sb₂Se₃具有良好的电化学性能，如高的理论容量：678 mAh·g^-1。但是距离实际应用，其电化学性能还有待提高。

据文献报道，制备二维片状结构的纳米材料是提高电化学性能最有效的方法之一，不仅可以在厚度方向上缩短离子和电子传输路径，而且材料纳米化后与电解液的接触面积也会增大，同时对于一些体积效应较大的负极材料如Sb₂Se₃，纳米化后能有效缓解材料在钠离子脱嵌过程中结构的破坏和粉化，显著提高电化学性能。目前，对于具有二维片状Sb₂Se₃纳米晶作为钠离子电池负极材料的报道还是比较少。Song H等人采用水分子插层的方法制备出二维薄片状Sb₂Se₃(Song H,et al.,Highly Anisotropic Sb₂Se₃Nanosheets:Gentle Exfoliation from theBulk Precursors Possessing 1D CrystalStructure.Adv Mater,2017.)Jin,R等人采用溶剂热的方法制备出纳米片组装蠕虫状Sb₂Se₃具有良好的储氢性能。(Jin,R.；Chen,G.；Wang,Q.；Sun,J.； Wang,Y.,A facilesolvothermal synthesis of hierarchical Sb₂Se₃ nanostructures with highelectrochemical hydrogen storage ability.Journal of Materials Chemistry 2011,21(18),6628.)因此，公开一种简单制备片状 Sb₂Se₃的方法及其作为钠离子电池负极材料的部分测试结果是非常有意义的。

发明内容

本发明的目的在于提出一种钠离子电池负极用片状Sb₂Se₃纳米晶的制备方法，所制备的Sb₂Se₃纳米晶具有二维片状结构，并且在厚度方向上处于纳米级别，作为钠离子电池负极材料表现出优异的循环稳定性和倍率性能。

为达到上述目的，本发明采用的技术方案是：