[发明专利]一种用于钠离子电池的镍钴双金属碲化物电极材料及其制备方法和应用

说明书

本发明公开了一种用于钠离子电池的镍钴双金属碲化物电极材料及其制备方法和应用，制备方法步骤如下：S1，将2‑甲基咪唑和表面活性剂加入到甲醇溶液中并进行搅拌均匀，得到混合液A；S2，将六水合硝酸镍、六水合硝酸钴加入到甲醇溶液中并进行搅拌，使得六水合硝酸镍与六水合硝酸钴在甲醇溶液中均匀混合，得到混合液B；S3，将混合液A与混合液B混合、搅拌反应，之后进行离心收集、洗涤、干燥，得到固体粉末；S4，将所述固体粉末和碲粉分别放在瓷舟内，在惰性气体保护下，于450‑600℃进行高温碲化，使镍钴氢氧化物转变为金属有机骨衍生的镍钴双金属碲化物复合材料，得到所述用于钠离子电池的镍钴双金属碲化物电极材料。

技术领域

本发明属于钠离子电池电极材料的制备领域，具体在于提供一种用于钠离子电池的镍钴双金属碲化物电极材料及其制备方法和应用。

背景技术

相比于其他电池系统，锂离子电池拥有高的能量密度，高安全性和稳定性，但是锂资源的日益匮乏和分布不均导致锂离子电池的成本不断提升，锂资源的未来可用性和可承受性越来越令人怀疑。钠和锂处于同一主族，在物理化学性质上有很多相似之处，而且钠元素分布广泛，储量丰富，价格低廉，提炼简单，因此钠离子电池有望成为后锂电时代的高性能，低成本的储能器件。

钠离子电池具有低成本，高安全性等众多优点，但同时也存在挑战，大的离子半径使钠离子无法嵌入商业化的石墨材料，严重制约着钠离子电池的发展。研究表明过渡金属硫系化合物(TMX，X＝S，Se和Te)具有很好的脱嵌钠的特性，由于能和钠发生化合反应，因此拥有较高的理论比容量。其中，Te具有比S和Se更低的电负性和更高的电子电导率，这有利于离子和电子的快速传输，同时改善Na离子的扩散动力学，此外，7.92g/cm³的高密度也使过渡金属碲化物可以提供与硫和硒相当的重量比容量。然而由于大的原子半径会使材料发生剧烈的体积膨胀，使过渡金属碲化物存在循环稳定性差的缺点，导致Te元素无法很好的应用在钠离子电池的电极材料中。

发明内容

为解决现有技术中存在的问题，本发明的目的在于提供一种用于钠离子电池的镍钴双金属碲化物电极材料及其制备方法和应用，本发明制备的是一种镍钴双金属碲化物十二面体钠离子电池负极材料，能够将Te元素应用在钠离子电池的电极材料，使得电极材料具有良好的电化学性能，并且制备方法操作简单。

为实现上述目的，本发明的技术方案如下所述：

一种用于钠离子电池的镍钴双金属碲化物电极材料的制备方法，包括如下步骤：

S1，将2-甲基咪唑和表面活性剂加入到甲醇溶液中并进行搅拌，使得2-甲基咪唑在甲醇溶液中均匀分散，得到混合液A；

S2，将六水合硝酸镍、六水合硝酸钴加入到甲醇溶液中并进行搅拌，使得六水合硝酸镍与六水合硝酸钴在甲醇溶液中均匀混合，得到混合液B；

S3，将混合液A与混合液B混合、搅拌反应，之后进行离心收集、洗涤、干燥，得到固体粉末；

S4，将所述固体粉末和碲粉分别放在瓷舟内，在惰性气体保护下，于450-600℃进行高温碲化，使镍钴氢氧化物转变为金属有机骨衍生的镍钴双金属碲化物复合材料，得到所述用于钠离子电池的镍钴双金属碲化物电极材料。

优选的，S1中，所述表面活性剂采用十六烷基三甲基溴化铵。

优选的，S1中，每50-100ml甲醇中对应加入2-甲基咪唑24-48mmol、十六烷基三甲基溴化铵18.5-37mg。

优选的，S2中，每50-100ml甲醇中对应加入六水和硝酸钴8-16mmol、六水和硝酸镍为8-16mmol。

优选的，S3中，将混合液A与混合液B混合，搅拌反应的时间为3-10min，离心收集时的离心速率为4000-8000r/min，离心时间为3-5min。

优选的，S3中，洗涤后，干燥的温度为70-120℃。