[发明专利]一种优异性能的硒化钨-胶原蛋白衍生多孔碳复合物钠离子电池负极材料的合成方法和应用

权利要求书

1.一种优异性能的硒化钨-胶原蛋白衍生多孔碳复合物钠离子电池负极材料的合成方法，如下步骤：

1）称取一定质量的废弃牛皮毛，用乙醇超声预处理，再用剪刀剪碎，加入占废弃牛皮毛质量0.5% - 1% 的酶制剂溶解，所述的酶制剂采用胃蛋白酶或木瓜蛋白酶或胰蛋白酶，接着盐析，最后冷冻干燥磨碎得到胶原蛋白粉；

2）胶原蛋白粉和氯化锌按照质量比1:（0.2-2）称量到聚四氟乙烯内衬中，加入适量的水搅拌4-8 h，烘干后在N₂气氛管式炉中以升温速率5-10 ºC/min在500-900 ºC活化1-2 h，洗涤烘干后，收集黑色固体样品；

3）称取步骤2）所得的黑色固体样品和钨源于烧杯中再加入一定量的蒸馏水，剧烈搅拌6-12 h，离心烘干，最后收集固体样品；

4）将步骤3）所得固体样品研磨成粉末并与Se粉以质量比为1:（1.5-3）分别放置在两个刚玉舟中，在10% vol H₂/90 vol %Ar气氛管式炉中于500-800 ºC煅烧2-5小时，最后收集黑色粉末样品，即得到硒化钨-胶原蛋白衍生多孔碳复合物；

上述步骤1）中，所述的废弃牛皮毛来源于制革工业的废弃物，从废弃牛皮毛中提取的胶原蛋白富含有机基团，同时含有大量的杂元素，含有氮，硫，能原位转化成N, S杂原子掺杂；步骤3）中，所述的钨源为系列含钨盐，包括钨酸钠、氯化钨或磷钨酸；所述的胶原蛋白与钨源的质量比为1：2-5，所述的烘干温度为80-100 °C。

2.权利要求1所述的合成方法制得的优异性能的硒化钨-胶原蛋白衍生多孔碳复合物钠离子电池负极材料。

3.根据权利要求2所述的优异性能的硒化钨-胶原蛋白衍生多孔碳复合物钠离子电池负极材料，其特征在于：胶原蛋白衍生的多孔纳米碳复合物具有高空隙率，高比表面积特点，可提供大量的储钠活性位点并促进电解液渗透到活性物质的内部；同时将硒化钨粒子限域在多孔纳米碳中，结构稳定，可缓冲循环过程中的体积变化；胶原蛋白中的N, S元素在煅烧过程中可原位转化成N, S杂原子掺杂，可调控衍生碳内部的电子结构，提高复合物的导电性。

4.权利要求2-3任一所述的优异性能的硒化钨-胶原蛋白衍生多孔碳复合物钠离子电池负极材料的应用，其特征在于：所述的硒化钨-胶原蛋白衍生多孔碳复合物应用于钠离子电池负极中，在电压为0.01-3.0 V、电流密度为100 mA/g时充放电循环50次，比容量高达368.2 mAh/g, 在大电流密度1 A/g时充放电循环500次后，比容量仍保持在185.5 mAh/g，具有较高的库伦效率，同时也具有优异的倍率性能。

5.一种钠离子电池，包括工作电极和对电极，其特征在于：按质量比为：权利要求2-3任一所述的优异性能的硒化钨-胶原蛋白衍生多孔碳复合物钠离子电池负极材料：导电剂乙炔黑：粘结剂CMC＝80 : 10 : 10混合研磨后均匀地涂覆在铜箔上做工作电极，金属钠片为对电极，1 mol/L 的 NaPF₆/碳酸乙烯酯(EC) + 碳酸二乙酯(DEC) 为电解液组装成2032型纽扣型电池。