一种电极材料及其制备方法、应用技术

本发明专利技术提供一种电极材料及其制备方法、应用，其中，所述电极材料，包括Ti3C2Tx基体和位于所述Ti3C2Tx基体表面的单质硒。本发明专利技术中，通过在Ti3C2Tx基体表面原位生成单质硒，当采用电极材料制备锂硒电池时，在锂硒电池的循环过程中，因硒的锂化和脱锂化均在Ti3C2Tx基体表面进行，以及Ti3C2Tx基体表面的羟基和羧基等官能团也可捕捉游离的硒，从而可有效降低穿梭效应的发生，同时，因Ti3C2Tx基体内Ti3C2Tx片层之间的堆叠也会形成一定的屏障作用阻碍硒的穿梭，从而使得容量衰减的问题得以改善，在一定程度上可使所制备的锂硒电池的容量得以保持。持。持。

【技术实现步骤摘要】
一种电极材料及其制备方法、应用


[0001]本专利技术涉及电池材料
，具体涉及一种电极材料及其制备方法、应用。

技术介绍

[0002]随着化石能源被不断地消耗，需要开发新的清洁型能源，比如风能、太阳能、地热能等，但是清洁型能源的利用离不开电化学储能装置，其中，具有安全、高效、环保的锂离子电池被广泛的研究。
[0003]锂硒电池是一种新型锂二次电池体系，其利用单质硒作为正极，金属锂作为负极，硒作为硫的同族元素，具有与硫类似的氧化还原机制，而且硒具有和硫相接近的体积比容量，同时，硒为半导体材料，其电导率远远高于硫的电导率，因此，锂硒电池具有高体积比容量(3253mAh
·
cm
‑3)和高电导率(1
×
10
‑3S
·
m
‑1)等优点，在储能方面具有潜在的应用价值。但目前锂硒电池还存在许多问题待解决，例如，硒化锂的穿梭效应所导致容量衰减以及循环性能差的问题。

技术实现思路

[0004]本专利技术的实施例提供了一种电极材料及其制备方法、应用，以改善锂硒电池所存在的循环性能差以及容量衰减的技术问题。
[0005]第一方面，本专利技术的实施例提供了一种电极材料，包括Ti3C2Tx基体和位于所述Ti3C2Tx基体表面的单质硒。
[0006]在一实施例中，所述Ti3C2Tx基体的粒径为0～5um。
[0007]第二方面，本专利技术的实施例提供了一种电极材料的制备方法，包括步骤：
[0008]将硒粉和氧化剂进行混合，制备得到亚硒酸溶液；
[0009]将Ti3C2Tx基体、阳离子表面活性剂和水进行混合，制备得到Ti3C2Tx基体溶液；
[0010]将所述亚硒酸溶液、所述Ti3C2Tx基体溶液与还原剂进行混合，制备得到电极材料。
[0011]在一实施例中，所述将所述亚硒酸溶液、所述Ti3C2Tx基体溶液与还原剂进行混合，制备得到电极材料的步骤，包括：
[0012]将所述亚硒酸溶液和所述Ti3C2Tx基体溶液进行混合，得到复合溶液；
[0013]向所述复合溶液中加入还原剂，制备得到电极材料。
[0014]在一实施例中，按质量份数计，所述Ti3C2Tx基体、所述阳离子表面活性剂、所述氧化剂、所述硒粉、所述还原剂和水的比为：1～10：0.1～1：1～15：1～10：1～10：80～150。
[0015]在一实施例中，所述氧化剂为质量分数为30％
‑
50％的双氧水。
[0016]在一实施例中，所述还原剂为葡萄糖或抗坏血酸。
[0017]在一实施例中，所述硒粉的纯度大于99.9％。
[0018]在一实施例中，所述阳离子表面活性剂为十二烷基三甲基溴化铵、十六烷基三甲基溴化铵、十八烷基三甲基溴化铵、十六烷基二甲基乙基溴化铵或十六烷基三甲基氯化铵中的一种。
[0019]第三方面，本专利技术的实施例提供了一种锂硒电池，包括所述的电极材料，或包括采用所述的电极材料的制备方法所制备得到的电极材料。
[0020]本专利技术的实施例的有益效果：
[0021]在本专利技术的实施例中，电极材料包括Ti3C2Tx基体和位于所述Ti3C2Tx基体表面的单质硒，通过在Ti3C2Tx基体表面原位生成单质硒，且Ti3C2Tx基体表面的单质硒被Ti
‑
O键所束缚，当采用电极材料制备锂硒电池时，在锂硒电池的循环过程中，因硒的锂化和脱锂化均在Ti3C2Tx基体表面进行，以及Ti3C2Tx基体表面的羟基和羧基等官能团也可捕捉游离的硒，从而可有效降低穿梭效应的发生，同时，因Ti3C2Tx基体内Ti3C2Tx片层之间的堆叠也会形成一定的屏障作用阻碍硒的穿梭，从而使得容量衰减的问题得以改善，在一定程度上可使所制备的锂硒电池的容量得以保持。
附图说明
[0022]为了更清楚地说明本专利技术实施例中的技术方案，下面将对实施例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是本专利技术的一些实施例，对于本领域技术人员来讲，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的附图。
[0023]图1是本专利技术的实施例提供的电极材料的制备方法的流程示意图；
[0024]图2是本专利技术的实施例和对比例制备的电极材料的循环性能示意图。
具体实施方式
[0025]下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域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。此外，应当理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用于说明和解释本专利技术，并不用于限制本专利技术。在本专利技术中，在未作相反说明的情况下，使用的方位词如“上”和“下”通常是指装置实际使用或工作状态下的上和下，具体为附图中的图面方向；而“内”和“外”则是针对装置的轮廓而言的。
[0026]需要说明的是，穿梭效应是指，溶解到电解质中的多硒化物到达锂负极，并以化学方式还原形成低价态硒化物，由于低价态硒化物不受极性限制，部分低价态硒化物能够再次回到硒正极，并被再一次氧化。由于穿梭效应发生在锂硒电池的内部，降低了锂硒电池的充放电能力以及库伦效率，同时，易引起锂硒电池的自放电现象的发生，从而导致锂硒电池的循环性能差以及容量衰减。
[0027]为解决锂硒电池所存在的循环性能差以及容量衰减的技术问题，本专利技术的实施例提供了一种电极材料，包括Ti3C2Tx基体和位于所述Ti3C2Tx基体表面的单质硒。
[0028]具体地，在本实施例中，所述电极材料内的Ti3C2Tx基体表面的单质硒被Ti
‑
O键所束缚定，当所述电极材料用于制备锂硒电池时，在所述锂硒电池的循环过程中，因硒的锂化和脱锂化均在Ti3C2Tx基体表面进行，以及Ti3C2Tx基体表面的羟基和羧基等官能团也可捕捉游离的硒，从而可有效降低穿梭效应的发生，同时，因Ti3C2Tx基体内Ti3C2Tx片层之间的堆叠也会形成一定的屏障作用阻碍硒的穿梭，从而使得容量衰减的问题得以改善，在一定
程度上可使所制备的锂硒电池的容量得以保持。
[0029]优选地，所述Ti3C2Tx基体的粒径为0～5um。
[0030]进一步地，如图1所示，本专利技术的实施例提供了一种电极材料的制备方法，包括步骤：
[0031]S10、将硒粉和氧化剂进行混合，制备得到亚硒酸溶液；
[0032]S20、将Ti3C2Tx基体、阳离子表面活性剂和水进行混合，制备得到Ti3C2Tx基体溶液；
[0033]S30、将所述亚硒酸溶液、所述Ti3C2Tx基体溶液与还原剂进行混合，制备得到电极材料。
[0034]在本实施例中，首先，通过将硒粉和氧化剂进行混合，所述硒粉的纯度大于99.9％，制备得到亚硒酸(H2SeO3)溶液，其后，将Ti3C2Tx基体、阳离子表面本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种电极材料，其特征在于，包括Ti3C2Tx基体和位于所述Ti3C2Tx基体表面的单质硒。2.根据权利要求1所述的电极材料，其特征在于，所述Ti3C2Tx基体的粒径为0～5um。3.一种电极材料的制备方法，其特征在于，包括步骤：将硒粉和氧化剂进行混合，制备得到亚硒酸溶液；将Ti3C2Tx基体、阳离子表面活性剂和水进行混合，制备得到Ti3C2Tx基体溶液；将所述亚硒酸溶液、所述Ti3C2Tx基体溶液与还原剂进行混合，制备得到电极材料。4.根据权利要求3所述的电极材料的制备方法，其特征在于，所述将所述亚硒酸溶液、所述Ti3C2Tx基体溶液与还原剂进行混合，制备得到电极材料的步骤，包括：将所述亚硒酸溶液和所述Ti3C2Tx基体溶液进行混合，得到复合溶液；向所述复合溶液中加入还原剂，制备得到电极材料。5.根据权利要求3或4所述的电极材料的制备方法，其特征在于，按质量份数计，所述Ti3C2Tx基体、所述阳离子表面...

【专利技术属性】
技术研发人员：朱家乐，吴伟，陆川，
申请(专利权)人：惠州亿纬锂能股份有限公司，
类型：发明
国别省市：