【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及钠离子电池负极材料，尤其涉及一种中空多孔棒状结构金属硫化物/硒化物材料及其制备方法和应用。
技术介绍
1、本专利技术
技术介绍
中公开的信息仅仅旨在增加对本专利技术的总体背景的理解，而不必然被视为承认或以任何形式暗示该信息构成已经成为本领域一般技术人员所公知的现有技术。
2、近年来，由于金属钠储量丰富，分布广泛，成本低廉以及与锂离子电池相似的电化学性能，钠离子电池受到越来越多的关注。然而，na+的较大的摩尔质量和离子半径引发的缓慢的离子传输动力学和充放电过程中负极材料的体积应变极大地限制了它们的商业应用。尽管在过去的几年中取得了很大的进展，但探索能够提供高容量、快速充电和长寿命的先进钠离子电池负极材料仍然具有挑战性。
3、过渡金属硫化物由于具有较高的理论容量，作为钠离子电池的负极材料得到了广泛的研究。然而，现有的过渡金属硫化物普遍存在的缺点一方面是固有的较差的电子导电性，另一方面是基于转化机制的剧烈体积膨胀，这将导致na+反应动力学缓慢和严重的结构崩溃，循环寿命短，从而严重限制钠离子电池的大规模应用。
4、因此，如何提供一种具有高导电性和长循环寿命的过渡金属硫化物钠离子负极材料是亟待解决的问题。
技术实现思路
1、有鉴于此，本专利技术提供了一种中空多孔棒状结构金属硫化物/硒化物材料及其制备方法和应用，本专利技术提供的材料适合用作钠离子负极材料，其具有高导电性和长循环寿命，电化学性能优异。
2、第一方面，本专利技术提供了一种中
3、a)将亚铁盐和草酸的混合溶液进行水热反应；
4、b)将水热反应产物离心、洗涤、干燥后进行煅烧；
5、c)将煅烧产物分散在水中，加入三羟甲基氨基甲烷和盐酸多巴胺，搅拌均匀后离心、洗涤、干燥，得到干燥样品；
6、d)将步骤c)的干燥样品在硫粉和硒粉的存在下进行硫化硒化，即得。
7、第二方面，本专利技术提供了上述制备方法得到的中空多孔棒状结构金属硫化物/硒化物材料。
8、第三方面，本专利技术提供了上述中空多孔棒状结构金属硫化物/硒化物材料在钠离子电池负极材料中的应用。
9、第四方面，本专利技术提供了一种钠离子电池负极片，由包括负极材料、导电添加剂、粘结剂和溶剂的原料制备而成；
10、所述负极材料为上述中空多孔棒状结构金属硫化物/硒化物材料。
11、第五方面，本专利技术提供了一种钠离子电池，由正极、负极、隔膜、电解液和对电极组成；
12、所述负极为上述钠离子电池负极片。
13、与现有技术相比，本专利技术取得了以下有益效果：
14、(1)本专利技术以亚铁盐作为铁源、硫粉作为硫源、硒粉作为硒源，原料价格低廉，而且制备过程简单，能够合成具有中空多孔棒状结构的金属硫化物/硒化物材料；
15、(2)本专利技术制备的具有中空多孔棒状结构的金属硫化物/硒化物材料具有良好的导电性和结构稳定性，用作钠离子电池负极材料时具有优异的电化学性能，在10a/g的大电流密度下循环12000圈，电池的比容量仍保持在350mah/g以上，具有优异的长循环寿命和循环稳定性。
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1.一种中空多孔棒状结构金属硫化物/硒化物材料的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：
2.如权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述亚铁盐和草酸的质量比为1～4:1；所述亚铁盐和草酸的混合溶液的溶剂为水和醇的混合溶液；所述水热反应的温度为100～150℃，时间为12～24h。
3.如权利要求2所述的制备方法，其特征在于，所述水和醇的体积比为1:1～5；所述醇为乙二醇；所述亚铁盐选自硫酸亚铁、氯化亚铁或硝酸亚铁中的任意一种。
4.如权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤B)中，煅烧温度为400～600℃，煅烧时间为1～3h；加热至煅烧温度的升温速率为2～10℃/min；步骤C)中，煅烧产物、三羟甲基氨基甲烷和盐酸多巴胺的质量比为1:0.5～2:0.5～2；所述搅拌时间为5～10h。
5.如权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤D)中，将步骤C)的干燥样品在硫粉和硒粉的存在下进行硫化硒化的具体步骤为：将步骤C)的干燥样品置于管式炉下游，将硫粉和硒粉的混合粉末置于管式炉上游，在惰性气体的保护下进行加热硫化硒化，冷却至室温，即得。
6.如权利要求5所述的制备方法，其特征在于，所述步骤C)的干燥样品、硫粉和硒粉的质量比为(0.5～1.5):(3～5):1；所述硫化硒化的温度为500～700℃，时间为1～4h；升温至硫化硒化温度的升温速率为2～5℃/min。
7.如权利要求1～6任一项所述的制备方法得到的中空多孔棒状结构金属硫化物/硒化物材料。
8.如权利要求7所述的中空多孔棒状结构金属硫化物/硒化物材料在钠离子电池负极材料中的应用。
9.一种钠离子电池负极片，其特征在于，由包括负极材料、导电添加剂、粘结剂和溶剂的原料制备而成；
10.一种钠离子电池，其特征在于，由正极、负极、隔膜、电解液和对电极组成；
...【技术特征摘要】
1.一种中空多孔棒状结构金属硫化物/硒化物材料的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：
2.如权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述亚铁盐和草酸的质量比为1～4:1；所述亚铁盐和草酸的混合溶液的溶剂为水和醇的混合溶液；所述水热反应的温度为100～150℃，时间为12～24h。
3.如权利要求2所述的制备方法，其特征在于，所述水和醇的体积比为1:1～5；所述醇为乙二醇；所述亚铁盐选自硫酸亚铁、氯化亚铁或硝酸亚铁中的任意一种。
4.如权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤b)中，煅烧温度为400～600℃，煅烧时间为1～3h；加热至煅烧温度的升温速率为2～10℃/min；步骤c)中，煅烧产物、三羟甲基氨基甲烷和盐酸多巴胺的质量比为1:0.5～2:0.5～2；所述搅拌时间为5～10h。
5.如权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤d)中，将步骤c)的干燥样...
【专利技术属性】
技术研发人员：马春荣，王磊，林春富，贲昊玺，姜伟，
申请(专利权)人：青岛大学，
类型：发明
国别省市：
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