[发明专利]一种高性能钠电池用氮掺杂碳改性FeSe负极材料及其制备方法

说明书

本发明公开了一种高性能钠电池用氮掺杂碳改性FeSe负极材料及其制备方法，包括如下步骤：将普鲁士蓝和硒粉混合，研磨，使粉末充分混合均匀；将粉末转移到瓷舟中，在惰性气体氛围下煅烧，冷却到室温；将所得产品洗涤，离心，干燥，即得到氮掺杂碳改性FeSe材料。本发明通过对FeSe进行氮掺杂碳改性，有效的解决了FeSe有限的导电性和稳定性。FeSe被固定在N‑C网格中，使其在循环过程中不易结块和剥落，其独特的结构有效提高了FeSe电极的导电性和结构耐久性。此外，本发明制备的氮掺杂碳改性FeSe材料还具有优异的比容量与循环稳定性。

技术领域

本发明属于电池材料技术领域，具体涉及一种高性能钠电池用氮掺杂碳改性FeSe负极材料及其制备方法。

背景技术

近年来，市面上的大多数电子产品已经广泛使用锂离子电池，不得不说可充电的锂离子电池因为其高能量密度的优势已经渗透到我们日常生活的方方面面，但锂的资源是有限的，地球上的锂含量已不能满足工业需求，所以人们把方向转移到了钠离子电池上面。但锂离子电池已经商业化的石墨负极在钠离子电池中储存容量低，限制了实际运用，所以需要寻找更高容量和能量密度的负极材料。

大量研究事实证明，硒化物具有较高的导电性和较低的转换反应能耗。以FeSe为例，作为典型的二维层状结构，理论上碱金属离子有效的在层间嵌入和脱嵌，这也为二次碱金属离子电池提供了结构基础。但受困于有限的电导率和体积变化及较差的稳定性，FeSe的钠离子电池性能一直得不到有效的改善。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种高性能钠电池用氮掺杂碳改性FeSe负极材料及其制备方法。

本发明上述目的通过如下技术方案实现：

一种高性能钠电池用氮掺杂碳改性FeSe负极材料的制备方法，包括如下步骤：

步骤一，将普鲁士蓝和硒粉混合，研磨，使粉末充分混合均匀；

步骤二，将粉末转移到瓷舟中，在惰性气体氛围下煅烧，煅烧完成后自然冷却到室温；

步骤三，将所得产品用水和乙醇洗涤，离心，干燥，即得到氮掺杂碳改性FeSe材料。

进一步地，步骤一中所述普鲁士蓝与硒粉质量比为1:0.9，Fe与Se摩尔质量比为1:1.4。

更进一步地，研磨时间为30min。

进一步地，步骤二中所述惰性气体为氩气，煅烧温度为650℃，煅烧时间为5h，煅烧升温速率为1℃/min。

进一步地，步骤三中干燥温度为60℃。

上述任一所述制备方法制备得到的氮掺杂碳改性FeSe负极材料。

进一步地，氮掺杂碳改性FeSe负极材料用作钠电池负极材料的用途。

有益效果：可以实现钠电池负极材料高性能及产品批量化生产。

本发明通过对FeSe进行氮掺杂碳改性，有效的解决了FeSe有限的导电性和稳定性差的问题。FeSe被固定在N掺杂C网格中，使其在循环过程中不易结块和剥落，其独特的结构有效提高了FeSe电极的导电性和结构耐久性。此外，该制备方法原料便宜，易于规模化生产。

本发明制备的氮掺杂碳改性FeSe材料，在0.5C测试电流下，100次循环之后可逆容量为468.5mAh/g，在2C测试倍率下，循环800次后仍具有333.9mAh/g的高比容量，具有优异的比容量与循环稳定性。

附图说明

图1为本发明实施例2制备的氮掺杂碳改性FeSe材料的X射线衍射图；

图2为本发明实施例2制备的氮掺杂碳改性FeSe材料的电子显微镜照片；