钠离子电池Ni/CoO/CoSe2负极材料的制备方法及钠离子电池技术

本发明专利技术公开一种钠离子电池Ni/CoO/CoSe2负极材料的制备方法及钠离子电池，包括以下步骤：将镍源、钴源与溶剂混合，形成混合液；将所述混合液进行溶剂热反应，得到反应液；将所述反应液固液分离得到固体，将所述固体清洗、干燥后，得到中间体；将所述中间体与硒源混合后，煅烧，得到钠离子电池Ni/CoO/CoSe2负极材料。本发明专利技术制备的钠离子电池Ni/CoO/CoSe2负极材料，实验设备和合成工艺简单易操作，原料成本低廉，合成产率高便于实现商业化应用；由棒组装成的银杏叶结构有效缩短了离子和电子的传输路径，增强反应的动力学；经系列电化学性能测试，表现出优异的储钠性能，证实了其潜在的实用性。实用性。实用性。

【技术实现步骤摘要】
钠离子电池Ni/CoO/CoSe2负极材料的制备方法及钠离子电池


[0001]本专利技术涉及电池
，特别涉及一种钠离子电池Ni/CoO/CoSe2负极材料的制备方法及钠离子电池。

技术介绍

[0002]大量化石燃料消耗以及严重的环境问题促使研究人员更加关注并开发新型绿色能源存储系统。锂离子电池(LIBs)作为一种极具发展前景的高效能源系统，已在许多领域得到了应用(如便携式装置及电网应用)。到目前为止，钠离子电池(SIBs)因钠资源在地理上广泛分布也吸引了越来越多的兴趣。此外，已报道的电化学性能也表明了钠离子电池应用的潜力。然而，Na
+
的半径(1.02A)本质上大于Li
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(0.76A)，且Na
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/Na的氧化还原电位(
‑
2.71V)相对高于Li
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/Li(
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3.04V)，直接抑制了钠的存储性能。通常，石墨作为商用的负极材料，其容量约为372mAhg
‑1，但用作SIBs负极材料时因难以生成插入石墨化合物，可逆容量仅为35mAhg
‑1。从根本上讲，探索合适的锂/钠存储性能优越的电极材料是非常重要的。目前，用于L/SIBs阳极的材料主要分为三类：转换类材料(硫化物化合物)、合金化材料(锡/锑基材料)和插层类材料(碳材料)。在这些电极材料中，由多电子反应产生的过渡金属硫化物/硒化物因其较高的理论容量而显得尤为突出。与相应的金属硫化物相比，过渡金属硒化物具有更高的导电性，具有更好的倍率性能。不幸的是，金属硒化物在充放电过程中体积变化较大导致电极材料易脱落，电化学性能较差。

技术实现思路

[0003]本专利技术的主要目的是提出一种钠离子电池Ni/CoO/CoSe2负极材料的制备方法及钠离子电池，旨在制备一种电化学性能优异的钠离子电池负极材料，而且合成成本低廉，操作过程简单。
[0004]为实现上述目的，本专利技术提出一种钠离子电池Ni/CoO/CoSe2负极材料的制备方法，包括以下步骤：
[0005]S10、将镍源、钴源与溶剂混合，形成混合液；
[0006]S20、将所述混合液进行溶剂热反应，得到反应液；
[0007]S30、将所述反应液固液分离得到固体，将所述固体清洗、干燥后，得到中间体；
[0008]S40、将所述中间体与硒源混合后，煅烧，得到钠离子电池Ni/CoO/CoSe2负极材料。
[0009]可选地，在步骤S10中，所述镍源包括六水硝酸镍、六水合氯化镍和六水硫酸镍中的任意一种。
[0010]可选地，在步骤S10中，所述钴源包括六水合氯化钴、无水氯化钴、六水合硝酸钴和七水合硫酸钴中的任意一种。
[0011]可选地，在步骤S10中，所述溶剂包括乙醇、丙酮、异丙醇、乙二醇、二乙二醇、二甲基甲酰胺、油胺和水中的任意一种。
[0012]可选地，在步骤S20中，所述溶剂热反应的反应温度为120～180℃。
[0013]可选地，在步骤S20中，所述溶剂热反应的反应时间为6～12h。
[0014]可选地，在步骤S40中，所述硒源包括二氧化硒、硒粉和亚硒酸钠中的任意一种。
[0015]可选地，在步骤S40中，所述煅烧的温度为300～500℃。
[0016]可选地，在步骤S40中，所述煅烧的时间为2～6h；和/或，
[0017]所述硒源与中间体的质量之比为1：(2～4)。
[0018]本专利技术进一步提出一种钠离子电池，包括钠离子电池Ni/CoO/CoSe2负极材料，所述钠离子电池Ni/CoO/CoSe2负极材料通过如上所述的钠离子电池Ni/CoO/CoSe2负极材料的制备方法制得。
[0019]本专利技术提供的技术方案中，制备一种钠离子电池Ni/CoO/CoSe2负极材料，其一级形貌结构为银杏叶结构，二级形貌结构则是棒状结构。组装成的Ni/CoO/CoSe2//Na半电池进行测试，室温条件下，2Ag
‑1电流密度下，容量仍有375.2mAhg
‑1。本专利技术的溶剂热法结合退火合成的Ni/CoO/CoSe2复合物，其优点在于：实验设备和合成工艺简单易操作，所用的原料成本低廉，合成产率高便于实现商业化应用；该方法设计的由棒组装成的银杏叶结构有效缩短了离子和电子的传输路径，增强了反应的动力学；该方法制备的负极材料经系列电化学性能测试，表现出优异的储钠性能，证实了其潜在的实用性。
附图说明
[0020]为了更清楚地说明本专利技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅为本专利技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。
[0021]图1为本专利技术实施例1制得的中间体的扫描电镜图；
[0022]图2为本专利技术实施例1制得的钠离子电池Ni/CoO/CoSe2负极材料的扫描电镜图；
[0023]图3为本专利技术实施例1制得的钠离子电池Ni/CoO/CoSe2负极材料的元素分布图；
[0024]图4为本专利技术实施例1至3制得的钠离子电池Ni/CoO/CoSe2负极材料的XRD图(a)和储钠性能图(b)。
[0025]本专利技术目的的实现、功能特点及优点将结合实施例，参照附图做进一步说明。
具体实施方式
[0026]为使本专利技术实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。实施例中未注明具体条件者，按照常规条件或制造商建议的条件进行。所用试剂或仪器未注明生产厂商者，均为可以通过市售购买获得的常规产品。另外，全文中出现的“和/或”的含义，包括三个并列的方案，以“A和/或B”为例，包括A方案、或B方案、或A和B同时满足的方案。此外，各个实施例之间的技术方案可以相互结合，但是必须是以本领域普通技术人员能够实现为基础，当技术方案的结合出现相互矛盾或无法实现时应当认为这种技术方案的结合不存在，也不在本专利技术要求的保护范围之内。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。
[0027]大量化石燃料消耗以及严重的环境问题促使研究人员更加关注并开发新型绿色
能源存储系统。锂离子电池(LIBs)作为一种极具发展前景的高效能源系统，已在许多领域得到了应用(如便携式装置及电网应用)。到目前为止，钠离子电池(SIBs)因钠资源在地理上广泛分布也吸引了越来越多的兴趣。此外，已报道的电化学性能也表明了钠离子电池应用的潜力。然而，Na
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的半径(1.02A)本质上大于Li
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(0.76A)，且Na
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/Na的氧化还原电位(
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2.71V)相对高于Li
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/Li(
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3.04V)，直接抑制了钠的存储性能。通常，石墨本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种钠离子电池Ni/CoO/CoSe2负极材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：S10、将镍源、钴源与溶剂混合，形成混合液；S20、将所述混合液进行溶剂热反应，得到反应液；S30、将所述反应液固液分离得到固体，将所述固体清洗、干燥后，得到中间体；S40、将所述中间体与硒源混合后，煅烧，得到钠离子电池Ni/CoO/CoSe2负极材料。2.如权利要求1所述的钠离子电池Ni/CoO/CoSe2负极材料的制备方法，其特征在于，在步骤S10中，所述镍源包括六水硝酸镍、六水合氯化镍和六水硫酸镍中的任意一种。3.如权利要求1所述的钠离子电池Ni/CoO/CoSe2负极材料的制备方法，其特征在于，在步骤S10中，所述钴源包括六水合氯化钴、无水氯化钴、六水合硝酸钴和七水合硫酸钴中的任意一种。4.如权利要求1所述的钠离子电池Ni/CoO/CoSe2负极材料的制备方法，其特征在于，在步骤S10中，所述溶剂包括乙醇、丙酮、异丙醇、乙二醇、二乙二醇、二甲基甲酰胺、油胺和水中的任意一种。5.如权利要求1所述的钠离子电池Ni/CoO/CoSe2负...

【专利技术属性】
技术研发人员：范红红，程志文，常欣宇，崔萍，
申请(专利权)人：湖北文理学院，
类型：发明
国别省市：