[发明专利]铬基硫硒化物正极材料及其制备方法和应用

说明书

本发明涉及一种铬基硫硒化物正极材料及其制备方法和应用，铬基硫硒化物正极材料包括铬基硫硒化物，铬基硫硒化物的化学通式为CrS_xSe_2‑x，其中，0＜x＜2；铬基硫硒化物正极材料用作金属离子电池的正极材料，金属离子电池包括钠离子电池、锂离子电池、钾离子电池、镁离子电池、铝离子电池、钙离子电池中的任一种。本发明提供的铬基硫硒化物正极材料具有层状结构，不但具有较高比容量，还具有极佳的倍率性能，同时应用范围广泛，可适用于锂、钠、钾、镁、铝、钙等多种金属离子电池体系中。

技术领域

本发明涉及材料技术领域，尤其涉及一种铬基硫硒化物正极材料及其制备方法和应用。

背景技术

随着化石能源的不可逆消耗，新能源越发成为人们生活中不可或缺的部分，而开发高容量新型电池电极材料也日益成为学术界及产业界的重点。

过渡金属硫族化合物由于合成原料丰富、化学计量比可调控、独特的二维层状结构方便离子脱嵌以及可逆化学反应发生等特点，引起了研究者们的广泛关注。

发明内容

本发明实施例提供了一种铬基硫硒化物正极材料及其制备方法和应用。本发明提供的铬基硫硒化物正极材料具有层状结构，不但具有较高比容量，还具有极佳的倍率性能，同时应用范围广泛，可适用于锂、钠、钾、镁、铝、钙等多种金属离子电池体系中。

第一方面，本发明实施例提供了一种铬基硫硒化物正极材料，包括铬基硫硒化物，所述铬基硫硒化物的化学通式为CrS_xSe_2-x，其中，0＜x＜2；

所述铬基硫硒化物正极材料用作金属离子电池的正极材料，所述金属离子电池包括钠离子电池、锂离子电池、钾离子电池、镁离子电池、铝离子电池、钙离子电池中的任一种。

优选的，所述铬基硫硒化物为二维纳米层状结构。

第二方面，本发明实施例提供了一种第一方面所述的铬基硫硒化物正极材料的制备方法，所述制备方法包括：

在惰性气氛下将钠铬硫硒置于盛有无水乙醚的烧瓶中，并保持搅拌状态；其中，所述钠铬硫硒的化学通式为NaCrS_xSe_2-x，0＜x＜2；

向烧瓶中逐滴加入碘-无水乙醚溶液，观察烧瓶中溶液颜色的变化，当加入碘-无水乙醚溶液后颜色不再褪去即停止继续滴加，再继续搅拌12小时；

过滤反应产物，并用无水乙醚洗涤过滤出的反应产物，真空干燥后即得所需铬基硫硒化物正极材料。

第三方面，本发明实施例提供了一种电池正极，包括上述第一方面所述的铬基硫硒化物正极材料。

第四方面，本发明实施例提供了一种电池正极的制备方法，所述制备方法包括：

将上述第一方面所述的铬基硫硒化物正极材料与导电剂和粘结剂混合；

将混合的物料加入溶剂制浆，涂布在导电基底上，烘干制成极片；或者，将混合的物料物直接干压制成极片。

优选的，所述导电剂包括炭黑、乙炔黑、碳纳米管、碳纤维、石墨烯或氧化石墨烯中的一种或其中几种。

优选的，所述粘结剂包括聚乙烯醇PVA、聚偏二氟乙烯PVDF、聚四氟乙烯PTFE或羟甲基纤维素钠CMC中的一种或者几种。

第五方面，本发明实施例提供了一种金属离子电池，所述金属离子电池包括上述第三方面所述的电池正极。

本发明提供的铬基硫硒化物正极材料具有层状结构，材料充分结合了S和Se双阴离子的共同优势，不但具有较高比容量，还具有极佳的倍率性能。该材料的应用范围广泛，可适用于锂、钠、钾、镁、铝、钙等多种金属离子电池体系中。

附图说明