铁掺杂硒化镍纳米材料的制备方法极其所得产品与应用.pdf

(19)国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN115172677A(43)申请公布日2022.10.11(21)申请号202210525972.7H01M10/054(2010.01)(22)申请日2022.05.13B82Y30/00(2011.01)B82Y40/00(2011.01)(71)申请人南京大学地址210000江苏省南京市鼓楼区汉口路22号申请人南京大学深圳研究院(72)发明人周东山陆红燕陈葳王晓亮郑严董晨晨李喻昆(74)专利代理机构南京苏高专利商标事务所(普通合伙)32204专利代理师金诗琦(51)Int.Cl.H01M4/36(2006.01)H01M4/38(2006.01)H01M4/525(2010.01)权利要求书1页说明书7页附图1页(54)发明名称铁掺杂硒化镍纳米材料的制备方法极其所得产品与应用(57)摘要本发明公开了一种铁掺杂硒化镍纳米材料的制备方法，包括以下步骤：取Ni(NO3)2·6H2O晶体溶于去离子水中，将所得Ni(NO3)2·6H2O溶液边搅拌边滴加到Fe(NO3)3·9H2O溶液中，加热至90～140℃，冷却至室温，得到水滑石结构的前驱体混合液；将前驱体混合液离心后取沉淀物，冷却至室温，然后再加入硒粉，得到混合粉末，将混合粉末在500～700℃、氩气气氛中煅烧，得到铁掺杂硒化镍纳米材料。本发明还公开了上述制法所制得的铁掺杂硒化镍纳米材料及该材料在铝离子电池中作正极的应用。本发明避免了纳米粒子的团聚作用，制得的铁掺杂硒化镍尺寸小，比表面积大，活性位点多，有效提高了硒化镍的导电性。CN115172677ACN115172677A权利要求书1/1页1.一种铁掺杂硒化镍纳米材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：(1)取Ni(NO3)2·6H2O晶体溶于去离子水中，将所得Ni(NO3)2·6H2O溶液边搅拌边滴加到Fe(NO3)3·9H2O溶液中，加热至90～140℃，保持4～72小时，冷却至室温，得到水滑石结构的前驱体混合液；(2)将前驱体混合液离心后取沉淀物，冷却至室温，然后再加入硒粉，得到混合粉末，将混合粉末在500～700℃、氩气气氛中煅烧3～10h，得到铁掺杂硒化镍纳米材料。2.根据权利要求1所述的一种铁掺杂硒化镍纳米材料的制备方法，其特征在于：所述步骤(1)中，Ni(NO3)2·6H2O溶液的浓度与Fe(NO3)3·9H2O溶液的浓度相等，为0.2～0.8mol/L。3.根据权利要求1所述的一种铁掺杂硒化镍纳米材料的制备方法，其特征在于：所述步骤(1)中，搅拌速度为500～10000转/分钟。4.根据权利要求1所述的一种铁掺杂硒化镍纳米材料的制备方法，其特征在于：所述步骤(2)中，沉淀物与硒粉的质量比为1:1～3。5.根据权利要求1所述的一种铁掺杂硒化镍纳米材料的制备方法，其特征在于：所述步骤(2)中，沉淀物为水滑石结构的NiFe‑LDH前驱体。6.根据权利要求1～5中任一所述铁掺杂硒化镍纳米材料的制备方法所制得的铁掺杂硒化镍纳米材料，其特征在于：为纳米片层叠自组装的纳米球结构，所述纳米片的厚度为8～10nm，纳米球的粒径为200～800nm。7.根据权利要求6所述的铁掺杂硒化镍纳米材料在铝离子电池中作正极的应用，其特征在于，包括以下步骤：将铁掺杂硒化镍纳米材料、聚偏氟乙烯和超级磷炭黑混合后分散于N‑甲基吡咯烷酮中，搅拌混合均匀，涂布于双面光钼箔上，得到正极箔片，裁剪后直接与铝负极材料匹配形成铝离子电池。8.根据权利要求7所述的铁掺杂硒化镍纳米材料在铝离子电池中作正极的应用，其特征在于：所述双面光钼箔的厚度为20～50微米。9.根据权利要求7所述的铁掺杂硒化镍纳米材料在铝离子电池中作正极的应用，其特征在于：所述铁掺杂硒化镍纳米材料、聚偏氟乙烯和超级磷炭黑的质量比为(70～90):(5～20):(5～20)。10.根据权利要求7所述的铁掺杂硒化镍纳米材料在铝离子电池中作正极的应用，其特征在于：所述聚偏氟乙烯、N‑甲基吡咯烷酮的质量体积比为0.5～100mg/ml。2CN115172677A说明书1/7页铁掺杂硒化镍纳米材料的制备方法极其所得产品与应用技术领域[0001]本发明属于铝离子电池正极材料领域，具体为一种铁掺杂硒化镍纳米材料的制备方法极其所得产品与应用。背景技术[0002]铝离子电池(AIBs)因其丰富的自然资源和较高的理论容量而备受关注。与一价离子，如Li+，Na+和K+相比，三价离子的利用使铝离子电池在未来可持续能源的存储领域很有前景。与目前常见的锂离子电池相比，铝离子电池的成本更低，安全风险更低。然而，铝离子电池的发展受到许多因素的阻碍，一些关键问题亟待解决，其中最重要的就是寻找合适的正极材料。大多数AIB正极材料存在着能量密度低，长期循环稳定性