[发明专利]钠离子电池负极复合材料硒化亚铁/石墨烯及其制备方法

说明书

钠离子电池负极复合材料硒化亚铁/石墨烯及其制备方法，所述复合材料由以下方法制成：（1）将氧化石墨烯和阳离子聚电解质加入水中，超声分散，搅拌，离心，干燥，再加入水中，超声分散，得改性氧化石墨烯分散液；（2）将铁源溶液逐滴滴加到改性氧化石墨烯分散液中，搅拌，得溶液A；（3）将硒源加入溶液A中，搅拌，加入还原剂，加热搅拌，水热反应，得黑色粉末，洗涤，干燥，即成。本发明复合材料中的硒化亚铁为纯相，形貌为毛刺球状微米球，粒径为2～4μm，石墨烯包覆并穿插在硒化亚铁表面和内部；所组装的钠离子电池具有较高的比容量、优异的循环性能和容量可逆性；本发明制备方法简单，成本低，适宜于工业化生产。

技术领域

本发明涉及一种钠离子电池负极复合材料及其制备方法，具体涉及一种钠离子电池负极复合材料硒化亚铁/石墨烯及其制备方法。

背景技术

随着锂离子电池的应用资源不足，且成本较高等弊端的逐渐显露，钠离子电池与锂离子电池相比，具有相似的储能机理，钠元素的标准电极电位比锂元素高0.3 V，作为储能材料具有更好的安全性能，并且钠元素在地球上分布广泛、储量丰富，成本低，使其成为极具发展潜力的下一代储能设备。

自2000年Poizot等在Nature上报道了过渡金属化合物材料的锂化行为之后，过渡金属的化合物因其初始容量高、电化学性能良好和较低的成本，被认为是具有潜在储能的新型材料。过渡金属硒化物P半导体材料与其相应的过渡金属氧化物相比具有优异电化学性能，国内外目前对硒化物有很多相关方面的研究，但在钠离子电池负极材料方面大多局限与Cu₂Se、MoSe₂等，对于FeSe₂电化学性能方面研究比较少，FeSe₂半导体材料因具有较窄的禁带宽度（1.0 eV），高的电子导电率从而在钠离子电池材料方面具有很重要研究意义。但是，作为一种负极材料，在充放电过程中钠离子的嵌入/脱出，会导致材料的体积变化，导致其比容量降低，循环稳定性差。因此，亟待找到一种导电性好，在充放电过程中体积变化小，放电比容量好，循环性能优异的硒化亚铁钠离子电池负极复合材料。

CN101559931B公开了一种硒化亚铁纳米花的制备方法，虽然其纳米花状的结构增加了材料比表面积，提高了材料的电化学性能，但是，由于其特殊结构导致了材料在进行长程充放过程中，无法有效的抑制材料的体积变化，降低了材料的长循环性能。

CN105060261A公开了一种石墨烯与硒化亚铁复合材料及其制备方法，虽然制备所得硒化亚铁颗粒小，但是，石墨烯并没有对所制备硒化亚铁颗粒进行完全包覆，应用在储能材料时并不能有效的提高材料导电性和抑制在长程充放过程中材料的体积变化。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是，克服现有技术存在的上述缺陷，提供一种导电性好，在充放电过程中体积变化小，放电比容量好，循环性能优异，制备方法简单，成本低，适宜于工业化生产的钠离子电池负极复合材料硒化亚铁/石墨烯及其制备方法。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案如下：钠离子电池负极复合材料硒化亚铁/石墨烯，由以下方法制成：

（1）将氧化石墨烯和阳离子聚电解质加入水中，进行第一次超声分散，搅拌，离心，干燥，得改性氧化石墨烯，将改性氧化石墨烯加入水中，进行第二次超声分散，得改性氧化石墨烯分散液；

（2）将铁源溶液逐滴滴加到步骤（1）所得改性氧化石墨烯分散液中，持续搅拌至混合均匀，得溶液A；

（3）将硒源加入步骤（2）所得溶液A中，搅拌，加入还原剂，加热搅拌至硒源溶解，然后进行水热反应，得黑色粉末，洗涤，干燥，得钠离子电池负极复合材料硒化亚铁/石墨烯。