[发明专利]一种MnSe/CoSe2

说明书

本发明公开了一种MnSe/CoSe₂复合材料的制备方法，包括以下步骤：1)将乙酸锰、乙酸钴和尿素按一定的摩尔比加入到去离子水中，搅拌得到乙酸盐溶液；2)向步骤1)中的乙酸盐溶液加入一定量易溶于水的有机溶剂并充分混合，将混合溶液移入水热釜中进行水热反应，得到前驱体产物；3)将步骤2)中的前驱体产物洗涤、干燥后与硒粉分开放置在管式炉中，保护性气氛下进行煅烧一段时间后得到最终产物；本发明还包括采用上述方法制得的多孔哑铃状的MnSe/CoSe₂复合材料及其应用。本发明的方法能制得多孔哑铃状的微米级MnSe/CoSe₂复合材料，将多孔哑铃状的微米级MnSe/CoSe₂复合材料用作锂离子电池负极材料时，能大大改善锂离子电池的循环性能。

技术领域

本发明属于锂离子电池负极材料制备技术领域，具体涉及一种MnSe/CoSe₂复合材料及其制备方法和应用。

背景技术

过渡金属化合物因其理论比容量高、储量丰富、制备工艺成熟等因素，受到极大关注。但传统的过渡金属硒化物用作锂离子电池负极材料时存在许多问题，如导电性差、容量衰减快、首圈库伦效率低等。与硒化物相比，过渡金属硒化物具有更好的导电性和化学稳定性，因此能体现出更好的储锂性能。与单一元素硒化物相比，多元过渡金属硒化物中通常含有两种或以上的过渡金属，在进行锂离子脱嵌过程中，各离子之间的往往有一定的互补和协同作用，而且复合硒化物的导电性也较好，因而拥有更加优异的电化学性能。MnSe/CoSe₂复合材料作为很有开发潜力的下一代锂离子电池负极材料而受到了关注。

目前制得的各种不同形貌的多元过渡金属硒化物材料虽然具有较高的比容量，但其循环性能很差，衰减速度较快，极大限制了其应用。与块体材料相比，多孔的微米级颗粒除了拥有较大比表面积，与电解液接触充分，锂离子扩散距离短，而且还可以有效的缓解材料在脱嵌锂过程中的体积膨胀而造成的材料粉化。因此，制备多孔的微米级MnSe/CoSe₂颗粒是制备高效电极材料的有效措施之一。

发明内容

本发明要解决的技术问题是克服现有技术的不足，提供一种MnSe/CoSe₂复合材料及其制备方法和应用，该方法能制得多孔哑铃状的微米级MnSe/CoSe₂复合材料，将多孔哑铃状的微米级MnSe/CoSe₂复合材料用作锂离子电池负极材料时，能大大改善锂离子电池的循环性能。

为解决上述技术问题，本发明提出的技术方案为：一种MnSe/CoSe₂复合材料的制备方法，包括以下步骤：

1)将乙酸锰、乙酸钴和尿素按一定的摩尔比加入到去离子水中，搅拌得到乙酸盐溶液；

2)向步骤1)中的乙酸盐溶液加入一定量易溶于水的有机溶剂并充分混合，将混合溶液移入水热釜中进行水热反应，得到前驱体产物；

3)将步骤2)中的前驱体产物洗涤、干燥后与硒粉分开放置在管式炉中，保护性气氛下进行煅烧一段时间后得到多孔哑铃状MnSe/CoSe₂复合材料。

上述的步骤2)中使用有机溶剂是因为有机溶剂与水的极性不同，加入后改变反应体系的极性，更有利于水热过程中哑铃状形貌的形成；步骤3)中前驱体产物与硒粉分开放置在管式炉中是为了避免得到的最终产物中存在残留的硒单质，如果前驱体产物与硒粉混合在一起，高温反应后会有未反应的硒单质残留在最终产物中，产物的均匀性主要是通过控制反应时间来实现的，随反应时间的延长，产物逐渐由碳酸盐前驱体向硒化物转变，达到一定反应时间后，产物完全转变为硒化物。