一种铁掺杂的二硒化镍高性能钠离子电池负极材料的制备方法.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CN110085834A(43)申请公布日2019.08.02(21)申请号201910359271.9(22)申请日2019.04.29(71)申请人齐鲁工业大学地址250353山东省济南市长清区大学路3501号(72)发明人李光达樊思伟李德明(51)Int.Cl.H01M4/36(2006.01)H01M4/58(2010.01)H01M10/054(2010.01)权利要求书1页说明书3页附图2页(54)发明名称一种铁掺杂的二硒化镍高性能钠离子电池负极材料的制备方法(57)摘要本发明公布了一种铁掺杂的二硒化镍高性能钠离子电池负极材料的制备方法，是将六水硝酸镍、六次亚甲基四胺和九水硝酸铁，分别溶于异丙醇和乙二醇，分别搅拌至溶解后，再混合搅拌，将混合液装入反应釜中在150℃下反应6小时后，将所得固体用水和乙醇洗涤、干燥后，将所得的橘黄色的前驱体与硒粉放置于管式炉中，在氩氢混合气体氛围下400℃煅烧2小时。本发明所制备的铁掺杂的二硒化镍用于钠离子电池负极材料，展现出了优异的电化学性能，在大的电流密度下，经长循环后，仍然拥有较高的容量。而且，本发明的制备工艺简单，反应条件易于控制，为制备钠离子电池负极材料提供了新的思路。CN110085834ACN110085834A权利要求书1/1页1.一种铁掺杂的二硒化镍高性能钠离子电池负极材料的制备方法，包括以下步骤：(1)前驱体的制备将一定量的六水硝酸镍、六次亚甲基四胺和九水硝酸铁分别溶于异丙醇和乙二醇，分别搅拌至溶解后，再混合搅拌，将混合液装入反应釜中进行溶剂热反应，分离反应后反应液中的固体，用水和乙醇洗涤，在真空干燥箱中干燥后，得到橘黄色的前驱体。(2)铁掺杂的二硒化镍的制备将所得的前驱体与硒粉按一定的质量比例放置于管式炉中，在氩氢混合气体氛围下煅烧，即可得到铁掺杂的二硒化镍。(3)负极材料的制备将所得的铁掺杂的二硒化镍与导电剂和粘结剂(羧甲基纤维素)按照一定的质量比例混合，形成黏度适中的浆料，在行星球磨机上以400转每分钟的速度球磨4小时，将混合均匀的浆料用刮棒均匀的涂在铜箔上，在真空干燥箱中60℃烘干12小时，然后用切片机切成直径为12毫米的电极片。2.如权利要求1所述的方法，其特征在于：步骤(1)中称量0.2181g六水硝酸镍、0.0528g六次亚甲基四胺和0.1010g九水硝酸铁，分别溶于20毫升异丙醇和10毫升乙二醇，分别搅拌15分钟至溶解后，再混合搅拌15分钟，将混合液装入反应釜中在150℃下反应6小时后，将所得固体用水和乙醇分别洗涤两次后，放置于真空干燥箱中60℃，干燥12小时。3.如权利要求1所述的方法，其特征在于：步骤(2)中前驱体与硒粉的的质量比例为1：2。4.如权利要求1所述的方法，其特征在于：步骤(2)中的煅烧温度为400℃，升温速率为2℃/min，保温时间为2小时。5.如权利要求1所述的方法，其特征在于：步骤(3)中铁掺杂的二硒化镍与导电剂和粘结剂的质量比例是7:2:1。6.如权利要求1所述的方法，其特征在于：步骤(3)中导电剂可以为乙炔黑、导电炭黑(SuperPLi)、超导电炭黑(BP2000)中的一种。7.如权利要求1所述的方法，其特征在于：所得的铁掺杂的二硒化镍球形颗粒粒径主要分布在100～300nm范围内。2CN110085834A说明书1/3页一种铁掺杂的二硒化镍高性能钠离子电池负极材料的制备方法技术领域[0001]本发明涉及新能源钠离子电池，特别是涉及铁掺杂的二硒化镍高性能钠离子电池负极材料的制备方法。背景技术[0002]钠离子电池由于金属钠储量丰富且价格较低等优点，被认为是可以取代锂离子电池且成为市场主导的最佳候选者。但由于钠离子半径(0.102nm)是锂离子半径(0.076nm)的1.34倍，严重限制了充放电循环中钠离子的嵌入与脱出，且令负极材料产生了更加严重的体积膨胀，从而导致了较差的电化学性能。而具有更加优异性能的钠离子电池对于下一代电子工业和能源的发展是极其重要的。因此，探寻一种适合于钠离子电池的高性能负极材料迫在眉睫。[0003]过渡金属硒化物由于具有良好的导电性和高的理论容量而被人们广泛关注，并被应用于各个领域。而在所有的过渡金属硒化物中，由于二硒化镍在电化学上拥有更加特殊的性质(如电阻率低于10-3Ωcm等)，所以被认为是一种很有前景的负极材料。但二硒化镍仍然面临着诸多问题，如低的首圈库伦效率、大的体积膨胀等。为了解决上述问题，研究人员已经采取了多种方法。第一，对所得材料进行包覆处理。如包覆有碳的二硒化镍负极材料应用于钠离子电池时，在200mAg-1的电流密度下，循环100圈后仍然保留着468mAhg-1的比容量，有效的缓解了充放电过程中产生的体积膨胀、提高