[发明专利]一种过渡金属硫系化合物及其制备方法、用途及储能器件

权利要求书

1.一种过渡金属硫系化合物的制备方法，其特征在于，所述过渡金属硫系化合物的化学式表示为M_aY_2a-2；步骤包括：将原料在一定温度下与硫系氢化物反应得到；所述原料选自于MAX相材料、MXene材料或过渡金属硫系化合物MY₂中的至少一种；其中，所述M代表过渡金属元素；所述Y代表硫、硒或碲元素中的一种，3≤a≤5。

2.如权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述MAX相材料的化学式表示为M₂AX，其中，M代表过渡金属元素，A代表铝、镓、铟、铅、硅、锗、锡元素中的至少一种，X代表碳和/或氮元素；

或，所述MXene材料的化学式表示为M₂XT_x，其中，M代表过渡金属元素，X代表碳和/或氮元素，T_x代表官能团。

3.如权利要求1或2所述的制备方法，其特征在于，所述过渡金属硫系化合物的化学式为M₃Y₄或M₅Y₈；

和/或，所述M选自钒、钛、铬、钼、钨或铌元素中的一种或多种。

4.如权利要求1或2所述的制备方法，其特征在于，所述硫系氢化物选自H₂S、H₂Se或H₂Te中的至少一种；

和/或，所述反应的温度介于600℃至1200℃之间；

和/或，所述制备方法还包括步骤：剥离步骤，将所述反应得到的过渡金属硫系化合物超声剥离得到二维片层形貌的过渡金属硫系化合物。

5.一种过渡金属硫系化合物，其特征在于，所述过渡金属硫系化合物的化学式表示为M_aY_2a-2，其中，所述M代表过渡金属元素；所述Y代表硫、硒或碲元素中的一种，3≤a≤5；所述过渡金属硫系化合物具有二维片层堆积的膨胀体形貌；或，所述过渡金属硫系化合物具有二维片层的形貌。

6.如权利要求5所述的过渡金属硫系化合物，其特征在于，所述二维片层具有单斜晶体结构，或，六方晶体结构；

和/或，所述二维片层的厚度介于2nm至10nm之间；

和/或，所述二维片层存在金属M空位。

7.一种过渡金属硫系化合物，其特征在于，所述过渡金属硫系化合物的化学式表示为M_aY_2a-2；所述M代表过渡金属元素；所述Y代表硫、硒或碲元素中的一种，3≤a≤5；所述过渡金属硫系化合物具有二维片层堆积的膨胀体形貌。

8.如权利要求7所述的过渡金属硫系化合物，其特征在于，所述过渡金属硫系化合物的化学式为M₃Y₄或M₅Y₈；

和/或，所述M选自钒、钛、铬、钼、钨或铌元素中的一种或多种；

和/或，所述二维片层具有单斜晶体结构，或，六方晶体结构；

和/或，所述二维片层的厚度介于2nm至10nm之间；

和/或，所述二维片层存在金属M空位。

9.一种如权利要求1至4中任一项所述的制备的方法得到的过渡金属硫系化合物，或，如权利要求5至8中任一项的过渡金属硫系化合物，用于电池、电容器或超级电容器的电极材料的用途。

10.如权利要求13所述的用途，其特征在于，所述电池为锂离子电池、锌离子电池、钠离子电池、锂离子电池或铝离子电池。

11.一种储能器件，其特征在于，所述储能器件包括电池、电容器或超级电容器，所述储能器件的电极材料中含有如权利要求1至4中任一项所述的制备的方法得到的过渡金属硫系化合物，或，如权利要求5至8中任一项的过渡金属硫系化合物。