【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及硒化合物，尤其涉及一种硒化硫化镍钠离子电池负极材料及其制备方法与应用。
技术介绍
1、锂离子电池在便携设备和电网储能方面的普及应用遭遇到了严峻的挑战，其中包括锂资源的稀缺性、成本的持续增加以及安全隐患。鉴于此，研究者们开始关注钠离子电池，并视其为锂离子电池的一种潜在替代方案。
2、钠离子电池在储能系统中的发展具有巨大的潜力。由于钠资源丰富，这种电池在经济上更具可行性。同时，其工作机制与锂离子电池相似，使得其在可持续和高效的储能解决方案中更具吸引力。通过发掘钠离子电池的潜力，可以克服锂资源有限、成本高昂和安全问题等挑战，为大规模储能系统的发展铺平道路。
3、公开号为cn115520838a的中国专利则提供了一种用固相微波法制备片状硫化硒化锡的方法，此方法包括：将锡源、硒源、硫源、聚丙烯腈材料混合均匀后置于坩埚中，然后将此坩埚放入装有氧化铜粉末的较大坩埚中，之后将坩埚整体放入微波反应器中，通过控制锡源、硒源、硫源三者的质量比、微波功率和微波加热时间成功合成了硫化硒化锡。由于其简单快捷的制备过程，且生产成本低廉，具有广阔的应用前景。但锡基化合物负极材料在能量密度、稳定性、循环性能和比容量方面仍有优化空间，在钠离子电池中的应用效果有待提升。
4、由于其独特的转化反应机理，过渡金属硫族化合物受到了广泛关注。与合金型负极(如sb、bi和sn)相比，这种机制的特点在于体积变化较小，同时具有更高的理论比容量，优于插入型负极(如tio2和石墨)。
5、镍基硫化物和硒化物作为钠离子电池的
6、综上所述，寻求一种操作简单、快速且安全性高的制备方法，对环境友好、价格低廉地生产硒化硫化镍纳米复合材料并作为负极，对钠离子电池的推广应用而言具有重要意义。
技术实现思路
1、有鉴于现有技术的上述缺陷，在本专利技术的第一方面，提供了一种操作简单快速、安全性高、环境友好、价格低廉的硒化硫化镍钠离子电池负极材料的制备方法，包括如下步骤：
2、(1)碳源、硫源、镍源与硒粉混合，形成反应混合物；
3、(2)所述反应混合物于微波环境下反应，硒、硫、镍元素共同形成单相化合物，生成硒化硫化镍与碳的复合材料，得到硒化硫化镍钠离子电池负极材料。
4、优选的，所述步骤(1)中，所述碳源包括碳纤维布、碳纳米管、石墨、石墨烯、聚丙烯腈中的一种。
5、优选的，所述步骤(1)中，所述硫源包括硫磺、硫脲、硫代乙酰胺、二硫化碳中的一种。
6、优选的，所述步骤(1)中，所述镍源包括草酸镍、镍(ⅱ)的硝酸盐、镍(ⅱ)的氯盐、镍(ⅱ)的醋酸盐、镍(ⅱ)的硫酸盐中的一种。
7、反应中控制硫源、硒粉和镍源的质量比在适宜范围内有助于一步合成得到单相的硒化硫化镍材料，避免含有杂质的混合物对性能造成的不利影响。类似的，碳源和镍源的质量比亦适合控制在合适的范围内，在微波条件下，当比例范围不足时，反应不易进行；当比例范围超出时，碳源过多，则导致复合材料的主体为碳，影响钠离子电池性能。
8、优选的，所述步骤(1)中，所述硫源、硒粉和镍源的质量比为1:1:8～8:8:1，所述碳源和镍源的质量比为1:20～20:1。
9、优选的，所述步骤(2)中，所述反应的微波功率为100～1000w，反应温度为150～300℃，反应时间为5～240min。
10、在本专利技术的第二方面，提供了一种电化学性能优异、电池的能量密度和循环寿命高的硒化硫化镍钠离子电池负极材料，采用本专利技术第一方面的方法制备而成。
11、在本专利技术的第三方面，提供了本专利技术第二方面的硒化硫化镍钠离子电池负极材料的应用，具体是作为负极材料在钠离子电池中的应用。
12、基于以上技术方案，本专利技术的专利技术构思在于，通过双阴离子结合/取代形成单相三元金属基硫族化合物。所采用的制备方法具有操作简单、快速且安全性高的优点，使得采用本专利技术方法制备硒化硫化镍纳米复合材料具有简单快捷、环境友好、价格低廉的优势，该负极材料在储能领域将具有广阔的应用前景。
13、硒化硫化镍钠离子电池负极材料作为钠离子电池电极应用时，其储钠机理如下：
14、nisse+xna+xe-naxnisse；
15、2naxnisse+(4-2x)na++(4-2x)e-na2s+na2se+nis+nise；
16、nis+nise+4na++4e-2ni+na2s+na2se。
17、本专利技术的独特之处在于，巧妙地利用双阴离子(s2-和se2-)的协同作用，来优化镍基负极材料，从而显著提高钠离子电池的能量密度和稳定性。通过硫和硒的共同引入创造了新的路径，促进了离子的移动，从而改善了离子扩散，并增强硒化硫化镍结构的整体性能。这些发现强调了采用双阴离子结合/取代策略来促进能量存储系统中有效离子传输的重要性，特别是通过单相三元金属二硫属化物的形成。无论何种充放电条件，这种材料均能展现出卓越的性能。其独特的类金字塔状硒化硫化镍结构，不仅赋予电极出色的循环性能和高比容量，更显著提升了倍率性能，超越了现有的镍基负极材料。
18、此优化的关键在于s2-和se2-在镍基材料中的共同作用，显著提高了电导率和电荷转移效率。这种双阴离子间的协同作用，通过强化界面相互作用，显著改善了材料的整体电化学性能。硫和硒的独特组合为高性能负极材料的设计开辟了全新可能。总的来说，本专利技术不仅为负极材料的优化提供了新的视角，更为开发高性能储能系统铺平了道路。这一发现对未来电池技术的发展具有重大意义，有望增强储能能力，助力实现可持续的清洁能源未来。
19、与现有技术相比，本专利技术具有以下优点和有益效果：
20、本专利技术提供了一种硒化硫化镍钠离子电池负极材料的制备方法，采用微波反应工艺，具有操作简单快速、安全性高、环境友好、价格低廉的优势。
21、本专利技术提供了一种硒化硫化镍钠离子电池负极材料，该材料具有电化学性能优异、电池的能量密度和循环寿命高的特点。
22、本专利技术提供了一种硒化硫化镍钠离子电池负极材料的应用，作为钠离子电池的负极，具有优异的储钠性能，对电池技术的发展具有重大意义。
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1.一种硒化硫化镍钠离子电池负极材料的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：所述步骤(1)中，所述碳源包括碳纤维布、碳纳米管、石墨、石墨烯、聚丙烯腈中的一种。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：所述步骤(1)中，所述硫源包括硫磺、硫脲、硫代乙酰胺、二硫化碳中的一种。
4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：所述步骤(1)中，所述镍源包括草酸镍、镍(Ⅱ)的硝酸盐、镍(Ⅱ)的氯盐、镍(Ⅱ)的醋酸盐、镍(Ⅱ)的硫酸盐中的一种。
5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：所述步骤(1)中，所述硫源、硒粉和镍源的质量比为1:1:8～8:8:1，所述碳源和镍源的质量比为1:20～20:1。
6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：所述步骤(2)中，所述反应的微波功率为100～1000W，反应温度为150～300℃，反应时间为5～240min。
7.一种硒化硫化镍钠离子电池负极材料，其特征在于：采用如权利要求1～6任一项所述的方法制备而成。
8.一种如权利要
...【技术特征摘要】
1.一种硒化硫化镍钠离子电池负极材料的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：所述步骤(1)中，所述碳源包括碳纤维布、碳纳米管、石墨、石墨烯、聚丙烯腈中的一种。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：所述步骤(1)中，所述硫源包括硫磺、硫脲、硫代乙酰胺、二硫化碳中的一种。
4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：所述步骤(1)中，所述镍源包括草酸镍、镍(ⅱ)的硝酸盐、镍(ⅱ)的氯盐、镍(ⅱ)的醋酸盐、镍(ⅱ)的硫酸盐中的一种。
5.根据权利要求1...
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