[发明专利]KCu4 在审
| 申请号： | 202110422908.1 | 申请日： | 2021-04-20 |
| 公开（公告）号： | CN113086953A | 公开（公告）日： | 2021-07-09 |
| 发明（设计）人： | 代书阁;李晓梦;徐俊敏 | 申请（专利权）人： | 郑州大学 |
| 主分类号： | C01B19/00 | 分类号： | C01B19/00;H01M4/58;H01M10/0525;H01M10/054;B82Y40/00;B82Y30/00 |
| 代理公司： | 郑州优盾知识产权代理有限公司 41125 | 代理人： | 王红培 |
| 地址： | 450001 河南*** | 国省代码： | 河南;41 |
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| 摘要： | |||
| 搜索关键词： | kcu base sub | ||
本发明提供了一种KCu4Se8纳米棒的制备及应用，以NaOH和KOH的混合氢氧化物作为反应媒介，加入一定量的水，以CuCl2·2H2O和硒粉为原料，水合肼（N2H4·H2O）为还原剂，通过200 ℃的水热反应得到高度结晶的KCu4Se8纳米棒。将其作为锂/钠离子电池负极材料，表现出优异的电化学性能。本发明制备的产物KCu4Se8具备结晶性好、形貌均一、产量高、纯度高等特点。该材料与一般的金属硒化物相比，离子扩散通道更大，有利于离子的迁移，且结构更稳定、电导率更高，是一种比较理想的锂/钠离子电池负极材料。
技术领域
本发明涉及电池材料领域，具体涉及一种KCu4Se8纳米棒的制备及应用。
背景技术
金属硒化物（如Cu2-xSe），是一种极具发展潜力的锂/钠离子电池负极材料。然而，由于硒的反应活性较低，合成金属硒化物的条件要求较高，不易实现。固相法是较早采用的一种合成方法，虽然操作简单，但反应温度高、能耗大、成本高，并且得到的产物形貌、尺寸不均匀，不适合大规模的产业化生产。
据报道，层状Cu2-xSe纳米片虽然在锂离子电池[D. Chen, G. Chen, R. Jin, H.Xu, Self-decorated Cu2-xSe nanosheets as anode materials for Li ion batteriesand electrochemical hydrogen storage, CrystEngComm. 16 (2014) 2810-2817.]和钠离子电池[H. Li, J. Jiang, J. Huang, Y. Wang, Y. Peng, Y. Zhang, B. J. Hwang,J. Zhao, Investigation of the Na Storage Property of One-Dimensional Cu2-xSeNanorods, ACS Appl. Mater. Interfaces. 10 (2018) 13491-13498.]中都有应用，但是它的电导率低，在循环过程中的体积变化较大，影响了其倍率及循环性能，并且放电比容量不高。
发明内容
本发明提出了一种KCu4Se8纳米棒的制备及应用，KCu4Se8纳米棒的隧道结构（图1）为充放电过程中离子的嵌入/脱出提供了可能。隧道中嵌入的钾离子不仅能够扩大离子扩散通道，提高材料的电导率，同时起到了支撑结构的作用，使材料结构在循环过程中不易坍塌。本发明制备的KCu4Se8同时具备优异的储锂/钠性能，将它作为负极材料组装得到的电池具有比容量高、倍率性能好等优点，具有广阔的应用前景。
实现本发明的技术方案是：
一种锂/钠离子电池负极材料KCu4Se8纳米棒的制备方法，包括：以NaOH和KOH的混合氢氧化物作为反应媒介，加入一定量的水，以CuCl2·2H2O和硒粉为原料，水合肼（N2H4·H2O）为还原剂，通过水热反应得到高度结晶的KCu4Se8纳米棒。将其作为锂/钠离子电池负极材料，表现出优异的电化学性能。
其中NaOH和KOH的摩尔比为1：（0.5-5），CuCl2·2H2O和硒粉的摩尔比为（1-5）：1，水热反应的温度为90-220℃，时间为5-24h。
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