[发明专利]一种锂离子电池负极用薄片状SnSe2纳米晶的制备方法

说明书

【技术领域】

本发明涉及一种水热法制备SnSe₂纳米晶的方法，具体涉及一种锂离子电池负极用薄片状SnSe₂纳米晶的制备方法。

【背景技术】

目前，由于锂离子电池的广泛应用，锂离子电池负极材料的开发也成为研究热点。尤其是锡基负极材料，因为锡基负极不仅具有较高的理论容量，而且很容易与第Ⅴ主族的元素和第Ⅵ主族的元素形成两相的合金化合物。近年来，对于SnSb、Sn₃P₄、SnO₂、SnS₂等锡的合金化合物的报道比较多，但是对于SnSe₂的报道比较少。SnSe₂为六方相的层状结构，层与层之间的结合比较弱，有利于锂离子的嵌入与脱出，作为负极材料具有较大的发展空间。但是要将SnSe₂负极材料应用于实际中，其电化学性能还有待进一步提高。

最常见的提升电化学性能的方法就是制备纳米尺寸的电极材料，因为纳米材料可以缩短锂离子的扩散路径，增大与电解液的接触面积，大大提高锂离子电池的倍率性能。但是纳米化的同时又伴随了一些问题，纳米化使材料具有高的比表面能，形成比较厚的SEI膜，并且容易发生团聚，这在一定程度上又影响了电极材料的电化学性能。据文献报道，制备二维片状结构的电极材料同样有利于电化学性能的提升，因为在厚度方向上锂离子的扩散路径比较短，而且不容易团聚。但是目前对于这一方面的报道比较少。Xing Zhou等以SnI₂作为原料，采用电化学沉积法制备了SnSe₂片状结构，并研究了其光电探测性能(Xing Zhou,Lin Gan et.al,Ultrathin SnSe₂Flakes Grown by Chemical Vapor Deposition for High-Performance Photodetectors,Adv.Mater.2015,27,8035–8041)。Gi Dae Park等以SeO₂和SnO₂为原料，采用喷雾热解法制备了SnSe纳米片，作为钠离子电池负极材料表现出了较好的电化学性能(Gi Dae Park,Jong-Heun Lee et.al,Superior Na-Ion Storage Properties of High Aspect Ratio SnSe Nanoplates Prepared by Spray Pyrolysis Process,2016,DOI:10.1039/C6NR02983C)。杨黄浩等以硒粉作为原料，在浓碱中溶解超声沉淀制备出了片状的硒化锡材料，但是产物不均匀(杨黄浩，张晓龙等，一种硒化锡纳米材料及其制备方法和应用，中国专利号：201510114830.1)。因此，采用一种简单的方法制备均匀的薄片状结构的硒化锡非常具有科学意义。

【发明内容】

本发明的目的在于提供一种水热法制备SnSe₂纳米晶的方法，所制备的SnSe₂纳米晶为一种纯相的薄片结构。

为达到上述目的，本发明采用了以下技术方案：

一种锂离子电池负极用薄片状SnSe₂纳米晶的制备方法，包括以下步骤：

1)取无机锡盐加入到去离子水中，搅拌至完全溶解形成溶液A；称取硒粉，加入到水合肼中，搅拌至完全溶解形成酒红色溶液B；然后将溶液B逐滴加入到溶液A中形成混合溶液C，并搅拌均匀；其中，锡离子与硒原子的摩尔比为1：(1～4)；

2)将上述混合液C转移至水热釜中，然后将水热釜置于水热反应仪于200～240℃反应，反应结束后随炉冷却至室温，然后用去离子水和无水乙醇分别洗涤、离心得到黑色的粉体，将分离得到的粉体烘干得到SnSe₂纳米晶。

步骤1)中，所述的无机锡盐为SnCl₂·2H₂O，SnCl₂·2H₂O在水溶液中的浓度为0.0033～0.167mol·L^-1。

步骤1)中，搅拌为磁力搅拌，搅拌速度为400～600r/min，搅拌时间10～30min。