[发明专利]一种氮硫共掺杂VSe2

权利要求书

1.一种氮硫共掺杂VSe₂/CNF钾离子电池负极材料的制备方法，包括如下步骤：

步骤一：纺丝溶液配制

（1）提取角蛋白：使用碱性法对猪毛、牛毛、羊毛、禽类羽毛或人发纤维进行处理，得到氮硫前驱体角蛋白；

（2）配制PAN/VO(acac)₂溶液：将一定质量分数的聚丙烯腈（PAN）和乙酰丙酮氧钒（VO(acac)₂）溶解在N,N—二甲基甲酰胺中，配制成一定浓度的悬浮液；

（3）配制角蛋白掺杂PAN/VO(acac)₂纺丝溶液：取适量步骤（1）制得的氮硫前驱体角蛋白配成溶液缓慢加入到上述悬浮溶液中，加热搅拌配制成均匀纺丝溶液，待用；

步骤二：电纺

取所述纺丝溶液于注射器中，设置纺丝电压15~25 kV、推流速率0.1~1 mL/h、接收距离10~18 cm、温度40 ~90℃，通过静电纺丝制得角蛋白掺杂PAN/VO(acac)₂复合纤维；

步骤三：制备氮硫共掺杂VSe₂/CNF复合材料

将上述的角蛋白掺杂PAN/VO(acac)₂复合纤维，一定量硒粉放置于管式炉中，在体积比为5%H₂ - 95%Ar混合气氛下，以50-100 mL/min 的气体流量，1-5℃ /min速率升温至500~700℃煅烧时间2~4 h，得到氮硫共掺杂的碳纳米纤维（VSe₂/CNF）复合材料；

步骤四：钾离子电池负极材料的应用

将氮硫共掺杂的VSe₂/CNF复合材料作为钾离子电池负极的活性成分，与导电剂超级P碳、粘结剂 CMC按照8:1:1的质量比混合研磨均匀后涂覆在铜箔上作为工作电极，金属钾片为对电极，1 mol/L的KPF₆/碳酸乙烯酯（EC）/聚碳酸酯（PC）为电解液组装成纽扣式2032型电池。

2.根据权利要求1所述的一种氮硫共掺杂VSe₂/CNF钾离子电池负极材料的制备方法，其特征在于步骤（1）中所述的使用碱性法对猪毛、牛毛、羊毛、禽类羽毛或人发纤维进行处理，包括如下步骤：a. 将猪毛、牛毛、羊毛、禽类羽毛或人发纤维用适量丙酮超声清洗干净、烘干后，将原料剪碎并粉碎，得到粉末；b. 使用1wt%-10 wt %的NaOH、NaCO₃或浓氨水对动物毛发进行溶解，在90-150℃下微波水热消解反应 0.5-1个小时；c. 水热消解得到的溶液在冻干机中-40℃冷冻干燥，用研钵研磨得到固体粉末状的多肽，作为氮硫前驱体角蛋白。

3.根据权利要求1所述的一种氮硫共掺杂VSe₂/CNF钾离子电池负极材料的制备方法，其特征在于步骤（2）中所述的PAN和VO(acac)₂的质量分数比为40-60%：40%-50%。

4.根据权利要求1所述的一种氮硫共掺杂VSe₂/CNF钾离子电池负极材料的制备方法，其特征在于步骤（3）中所述的氮硫前驱体角蛋白与聚丙烯腈（PAN）的质量比为10-30%：20-30%。

5.根据权利要求1所述的一种氮硫共掺杂VSe₂/CNF钾离子电池负极材料的制备方法，其特征在于步骤三中所述的角蛋白掺杂PAN/VO(acac)₂复合纤维与硒粉的质量分数比为1 :2。

6.权利要求1-5任一所述的方法制得氮硫共掺杂VSe₂/CNF钾离子电池负极材料。