[发明专利]一种NbSe2

说明书

本发明公开了一种NbSe₂电极材料的制备方法及其产品和应用。本发明首先通过固相法制备得到NbSe₂电极材料，经过湿法球磨以及高温烧结等操作制备得到，其操作简单、制备周期短、制备工艺成本低；制备得到的NbSe₂电极材料具有独特的片状结构、并且形貌均一、电化学性能好，可以作为阴极材料应用于钾离子电池中，显示出容量高、循环性能好等优点，具有良好的市场应用前景。

技术领域

本发明属于材料领域，具体涉及一种NbSe₂电极材料的制备方法及其产品和应用。

背景技术

随着便携式电子设备的发展以及电动汽车的兴起，当今世界对锂离子电池的需求正在不断增大。但锂资源在地球上的储量非常的少，在地壳中的含量仅0.0065％，全球锂储量仅为 3978万吨，其中具有开采价值的仅为1350万吨。然而根据美国地质调查局2015年发布的数据，2014年全球锂产量约为36000吨，随着电动汽车的兴起这个数字仍然会不断地增加，按照这种开发速度，锂资源将远远满足不了将来人们对储能方面的需求，锂将会成为一种枯竭速度更快的资源。钾在地壳中的含量为2.64％，为锂在地壳中含量的400倍，相比之下，钾资源比锂资源丰富的多，这也就意味着钾离子电池的成本将会比锂离子电池低的多。在当前的市场形势下，钾被很多人认为在固定大型储能领域有极大的前景。。

目前层状过渡金属硫化物材料的独特性能喜迎了人们的注意。二硒化铌作为其中一员也具有他们的结构优势——弱的层间范德华力，强的分子间化合键。独特的结构有利于离子的嵌入与脱出，另外由于分子间强的共价键，还能提高材料的稳定性，有利于结构的保持，减少过渡族金属的损耗，因此有很高的库伦效率，有望成为新一代的电池材料。

作为一种新型钾离子电池电极材料，NbSe2电极材料的理论容量为72mAh/g(钾离子电池)，具有较大钾离子迁移通道，具有2.2V(VS.K+/K)的工作电压，以及稳定的循环性能，具有研究和开发的价值。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的之一在于提供一种NbSe₂电极材料的制备方法；目的之二在于提供一种NbSe₂电极材料；目的之三在于提供NbSe₂电极材料在钾离子电池方面的应用。为实现上述目的，本发明具体提供了如下的技术方案：

1、一种NbSe₂电极材料的制备方法，所述方法具体操作如下：首先将铌粉与硒粉按照摩尔比为1:2-2.1的比例混合均匀，加入到有机溶剂中，分散均匀，加入的有机溶剂的体积与铌粉与硒粉的总物质的量的比例为1:2.5-3.6，L:mol；其次将混合溶液放入球磨罐中，球磨8-12h 后取出；最后将球磨后的溶液倒入带盖瓷舟中，放入管式炉，在惰性气体保护下，以10℃/min 的升温速率升温至750℃，烧结1.5-2.5h后将管式炉降至室温，收集烧结得到的褐色粉末即NbSe₂电极材料。

优选的，所述铌粉来源于金属铌粉、颗粒或块中的一种或多种经过研磨过筛后得到，所述过筛为首先将研磨得到的铌粉过5000目筛子，取筛下的铌粉。

优选的，所述硒粉来源于金属硒粉、颗粒或块中的一种或多种经过研磨过筛后得到，所述过筛为首先将研磨得到的铌粉过5000目筛子，取筛下的铌粉。

优选的，所述铌粉的粒径为：20nm-2μm，

优选的，所述硒粉的粒径为：20nm-2μm。

优选的，所述有机溶剂为乙醇或丙酮中的任意一种。

优选的，所述球磨在行星球磨机中进行。

优选的，所述球磨的速度为300-500r/min。

2、一种NbSe₂电极材料的制备方法制备的NbSe₂电极材料。