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【技术实现步骤摘要】
本公开涉及钾离子电池,尤其涉及钾离子电池负极材料。
技术介绍
1、钠(na)和钾(k)与锂同属碱金属元素,具有相似的化学性质,且在地壳中储量丰富。随着能源需求的不断增长,传统锂离子电池的性能逐渐捉襟见肘,科研人员开始探索钠离子电池和钾离子电池作为锂离子电池替代品的潜力。
2、然而,相较于钠离子和锂离子的离子半径,钾离子具有较大的离子半径这一特性可能导致电极在充放电过程中发生结构坍塌,从而极大地限制了负极材料的选择范围;此外,现有的钾离子负极材料还存在库伦效率低的问题。
技术实现思路
1、有鉴于此,本公开实施例提供了一种钾离子电池负极材料及制备方法,至少部分解决现有技术中存在的问题。
2、第一方面,本公开实施例提供了一种用于钾离子电池负极材料;
3、所述负极材料为镍基二硫属化物材料,所述镍基二硫属化物材料的结构呈纳米颗粒状,所述镍基二硫属化物为niste、nisete中的一种。
4、可选地,所述纳米颗粒的粒径为100nm-600nm;
5、可选地,所述镍基二硫属化物材料以碳材料为基底,所述碳材料结构包括纳米管状、纳米线状、纳米片状、多孔状中的一种或多种。
6、所述镍基二硫属化物材料的碳含量为20%-80%。
7、第二方面,本公开提供了一种制备第一方面镍基二硫属化物材料的方法,该方法包括:
8、将碳源和镍源在第一研钵中研磨均匀,得到混合物a;
9、将硫源与硒源中的一种,以及碲源,
10、将混合物a加入混合物b中搅拌均匀,得到混合物c;
11、将混合物c放置在热处理装置中进行加热处理,得到所述镍基二硫属化物材料,所述镍基二硫属化物材料的结构呈纳米颗粒状,所述镍基二硫属化物为niste、nisete中的一种。
12、可选地,所述碳源包括碳布、碳纳米管、碳纳米线、聚丙烯腈、石墨、石墨烯中的一种或多种;
13、所述镍源包括六水合氯化镍、四水合醋酸镍、六水硫酸镍、草酸镍、六水合硝酸镍中的一种或多种;
14、所述硫源包括硫代乙酰胺、二硫化碳、硫磺、硫脲中的一种或多种;
15、所述硒源包括硒粉;
16、所述碲源包括碲粉。
17、可选地,镍源:碳源的摩尔比为4:1到1:9之间;
18、硫源与碲源的混合物,或者硒源与碲源的混合物,与镍源的摩尔比为2:1。
19、可选地,所述的热处理装置包括管式炉。
20、可选地,所述加热处理包括:
21、在800-1000℃下保温30-180分钟。
22、第三方面,本公开提供了一种钾离子电池负极极片,所述负极极片的材料为第一方面、第二方面所述的镍基二硫属化物材料。
23、第四方面,本公开提供了一种钾离子电池,所述钾离子电池包括第三方面所述的负极极片。
24、本公开公开了一种钾离子电池负极材料,所述负极材料为镍基二硫属化物材料,所述镍基二硫属化物材料的结构呈纳米颗粒状,所述镍基二硫属化物为niste、nisete中的一种。从而通过引入双阴离子(s和te,或者se和te),能够提升钾离子在电池充放电过程中在电极材料中的迁移能力,换而言之,钾离子能更快地从负极脱出和嵌入,从而提高电池的充放电速率和功率密度,以及提升库伦效率。
25、为使本公开的上述目的、特征和优点能更明显易懂,下文特举较佳实施例,并配合所附附图,作详细说明如下。
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1.一种钾离子电池的负极材料,其特征在于,所述负极材料为镍基二硫属化物材料,所述镍基二硫属化物材料的结构呈纳米颗粒状,所述镍基二硫属化物为NiSTe、NiSeTe中的一种。
2.根据权利要求1所述的材料,其特征在于,所述纳米颗粒的粒径为100nm-600nm。
3.根据权利要求1所述的材料,其特征在于,所述镍基二硫属化物材料以碳材料为基底,所述碳材料结构包括纳米管状、纳米线状、纳米片状、多孔状中的一种或多种。
4.一种制备权利要求1-3任一项镍基二硫属化物材料的方法,其特征在于,该方法包括:
5.根据权利要求4所述的制备方法,其特征在于:
6.根据权利要求5所述的制备方法,其特征在于,
7.根据权利要求5所述的制备方法,其特征在于:
8.根据权利要求5所述的制备方法,其特征在于,所述加热处理包括:
9.一种钾离子电池负极极片,其特征在于,所述负极极片的材料为权利要求1-8任一项所述的镍基二硫属化物材料。
10.一种钾离子电池,其特征在于,所述钾离子电池包括权利要求9所述的钾
...【技术特征摘要】
1.一种钾离子电池的负极材料,其特征在于,所述负极材料为镍基二硫属化物材料,所述镍基二硫属化物材料的结构呈纳米颗粒状,所述镍基二硫属化物为niste、nisete中的一种。
2.根据权利要求1所述的材料,其特征在于,所述纳米颗粒的粒径为100nm-600nm。
3.根据权利要求1所述的材料,其特征在于,所述镍基二硫属化物材料以碳材料为基底,所述碳材料结构包括纳米管状、纳米线状、纳米片状、多孔状中的一种或多种。
4.一种制备权利要求1-3任一项镍基二硫属化物材料的方法...
【专利技术属性】
技术研发人员:郑雅允,江浩庆,易文迪,
申请(专利权)人:河南省科学院激光制造研究所,
类型:发明
国别省市:
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