[发明专利]一种CoSe2

说明书

本发明公开了一种CoSesubgt;2/subgt;/MXene复合材料及其制备方法与应用。复合材料的制备方法包括以下步骤：将乙酸钴·四水、六(4‑羧基苯氧基)环三磷腈和MXene球磨，得到Co‑MOF和MXene的混合粉末，将其与硒粉热处理，得到CoSesubgt;2/subgt;/MXene复合材料。合成方法不需要使用溶剂，反应速度快，反应条件温和简便，由Co‑MOF/Mxene获得CoSesubgt;2/subgt;/Mxene只需要一步，更加节能环保；通过将乙酸钴·四水和六(4‑羧基苯氧基)环三磷腈混合球磨得到Co‑MOFs，反应条件温和，反应完成时间较短，制备方法简便；得到的材料能明显改善电池的电化学性能，有助于提高电池倍率和循环稳定性能。

技术领域

本发明涉及钠离子电池电极材料技术领域，尤其涉及一种CoSe₂/MXene复合材料及其制备方法与应用。

背景技术

上世纪以来，人们越来越多地使用化石燃料，伴随而来的是环境污染和能源枯竭等问题，因此，人类迫切需要清洁的可再生能源。可再生能源(风能、太阳能、潮汐能等)的开发和储存面临着种种挑战与机遇。同时，人们希望将可再生能源与智慧电网结合起来，将不连续不稳定的电能暂时存储，以满足实际使用需求，由此又使得大规模储能系统成为发展的关键。为此，世界上许多国家致力于开发廉价、高效的大规模储能系统。

相较于传统的锂离子电池使用锂作为电极材料，钠离子电池具有原材料充足、成本低、环保等优点。虽然钠的理论比容量低于锂，但其电极电势更高。正因如此，钠离子电池工作电压更低。这些不同使得钠离子电池出现能量密度、循环稳定性弱于锂离子电池的问题。至今为止，循环和倍率性能差仍阻碍着钠离子电池的发展。因此，推进钠离子电池实用化商业化的关键步骤在于开发新的电极材料。

MXene是一种二维层状的类石墨烯过渡金属碳化物或氮化物。其中，研究最多的是Ti₃C₂T_x。正因是类石墨烯结构，所以MXene具有优秀的导电性和电子储备能力，并因此在钠离子电池领域广泛运用。

球磨法是指固态物质通过机械相互作用获得能量来源的化学反应，由于其具有几乎不需要溶剂、低能耗、速度快、反应条件温和、原子经济型反应等优点受到人们的较大关注。对比传统的合成方法，由于几乎不使用溶剂，反应更加清洁且安全高效。因此，球磨法是一种“绿色化学”的合成方法。

现有技术公开了将Co(NO₃)₂·6H₂O与1,3,5-苯三甲酸制备Co-MOFs，再与硒粉在氩气气氛中600度加热4小时，获得的CoSe₂空心球与MXene纳米片退火，获得CoSe₂@MXene杂化球的方法。该方法反应时间长，反应步骤较为复杂，需要使用溶剂，在高温高压下进行。

发明内容

本发明的首要目的在于克服现有技术的缺点与不足，提供一种CoSe₂/MXene复合材料的制备方法。

本发明的另一目的在于提供通过上述制备方法得到的CoSe₂/MXene复合材料。

本发明的再一目的在于提供上述CoSe₂/MXene复合材料的应用。

本发明的目的通过下述技术方案实现：一种CoSe₂/MXene复合材料的制备方法，包括以下步骤：

(1)将乙酸钴·四水、六(4-羧基苯氧基)环三磷腈和MXene球磨，得到Co-MOF和MXene的混合粉末；

(2)将步骤(1)所述Co-MOF和MXene的混合粉末与硒粉在惰性气体的氛围下热处理，得到CoSe₂/MXene复合材料。