一维锂/钠离子电池负极材料及其制备方法与应用.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN111204717A(43)申请公布日2020.05.29(21)申请号202010037907.0H01M10/054(2010.01)(22)申请日2020.01.14(71)申请人龙岩学院地址364012福建省龙岩市东肖北路1号(72)发明人赵陈浩沈圳胡志彪付春野(74)专利代理机构福州君诚知识产权代理有限公司35211代理人戴雨君(51)Int.Cl.C01B19/04(2006.01)C01B32/05(2017.01)H01M4/36(2006.01)H01M4/58(2010.01)H01M4/587(2010.01)H01M10/0525(2010.01)权利要求书1页说明书5页附图3页(54)发明名称一维锂/钠离子电池负极材料及其制备方法与应用(57)摘要本发明公开了一维锂/钠离子电池负极材料的制备方法，属于电池负极材料技术领域。所述方法为：将三价铁盐、有机酸溶解于N，N-二甲基甲酰胺的溶液中，加入NaOH溶液，所得混合溶液转移至反应釜中，在110℃-120°C保温反应5.5-6小时，产物经过冷却、离心和干燥后获得一维铁基金属有机框架化合物；将所述有机框架化合物与单质硒粉混合，然后转移至管式炉中进行高温硒化反应，得到一维Fe3Se4/C复合材料，即所述一维锂/钠离子电池负极材料。本发明方法简单、安全高效且相组成可控，利用本发明复合材料组装的锂电池和钠电池，可以同时实现高容量、高倍率和高循环稳定性。CN111204717ACN111204717A权利要求书1/1页1.一维锂/钠离子电池负极材料的制备方法，其特征在于：其包括以下步骤：1）将三价铁盐、有机酸共同溶解于N，N-二甲基甲酰胺的溶液中，搅拌均匀后加入NaOH溶液，所得混合溶液转移至以聚四氟乙烯为内衬的反应釜中，在110℃-120°C保温反应5.5-6小时，产物经过冷却、离心和干燥后获得一维铁基金属有机框架化合物；2）将上述一维铁基金属有机框架化合物与单质硒粉混合，然后转移至管式炉中进行高温硒化反应，得到一维Fe3Se4/C复合材料，即所述一维锂/钠离子电池负极材料。2.根据权利要求1所述的一维锂/钠离子电池负极材料的制备方法，其特征在于：步骤1）中，所述三价铁盐为硝酸铁或氯化铁。3.根据权利要求1所述的一维锂/钠离子电池负极材料的制备方法，其特征在于：步骤1）中，所述有机酸为富马酸或对苯二甲酸。4.根据权利要求1所述的一维锂/钠离子电池负极材料的制备方法，其特征在于：步骤1）中，所述三价铁盐与有机酸的摩尔比为1:2-1:6。5.根据权利要求1所述的一维锂/钠离子电池负极材料的制备方法，其特征在于：步骤2）中，所述一维铁基金属有机框架化合物与单质硒粉的质量比为1:2-1:6。6.根据权利要求1所述的一维锂/钠离子电池负极材料的制备方法，其特征在于：步骤2）中，所述高温硒化反应的温度为450℃-650℃。7.根据权利要求1所述的一维锂/钠离子电池负极材料的制备方法，其特征在于：步骤2）中，所述高温硒化反应具体如下：在氩气环境下，以5℃/min的升温速率，将温度升至450℃-650℃，在该温度下进行热处理2-2.5h，然后冷却至室温，将粉末物料倒入玛瑙研钵中，研磨得到一维Fe3Se4/C复合材料。8.根据权利要求1-7任一制备方法得到的一维Fe3Se4/C复合材料。9.如权利要求8所述的一维Fe3Se4/C复合材料的应用，其特征在于：所述复合材料用于制备电池负极，制备方法如下：1）将一维Fe3Se4/C复合材料、乙炔黑及海藻酸钠混合得到混合物，所述一维Fe3Se4/C复合材料、乙炔黑及海藻酸钠的质量比为5-9:0.5-2:0.5-1；2）在上述混合物中加水搅拌得到浆料，将所述浆料均匀地涂敷在铜箔上，转移至真空烘箱烘干，用冲片机制备成为电极片，获得电池负极。10.根据权利要求9所述的一维Fe3Se4/C复合材料的应用，其特征在于：所述一维Fe3Se4/C复合材料、乙炔黑及海藻酸钠的质量比为7:2:1，所述真空烘箱的温度设置为75-80℃。2CN111204717A说明书1/5页一维锂/钠离子电池负极材料及其制备方法与应用技术领域[0001]本发明涉及电池负极材料技术领域，具体涉及一维锂/钠离子电池负极材料及其制备方法与应用。背景技术[0002]随着化石燃料减少和气候变化等问题的产生，可持续发展和环境保护成了人们的重大课题，越来越多的研究人员积极开发高效、清洁的新能源。锂离子电池由于重量较轻，工作电压高，能量密度较大，循环寿命长而成为二次能源市场的主力军，并广泛应用于便携式电子产品、电动交通工具、电动汽车等储能领域。电动汽车等新兴技术产业的兴起为锂离子电池带来更广阔平台的同时，也让锂陷入