[发明专利]用于锂离子电池负极的三维多孔碳包覆硒化锌材料及其制备方法

摘要

本发明属于材料、能源技术领域，具体为一种用于锂离子电池负极的三维多孔碳包覆硒化锌材料及其制备方法。具体是将锌基沸石咪唑酯金属有机骨架材料（ZIF‑8）作为前驱体或模板，在惰性气氛保护条件下与硒粉在高温下烧结一定时间，通过同步进行的硒化和碳化过程，最终制备出碳包覆的硒化锌复合材料。本发明制备的复合材料方法实现了硒化锌与石墨碳的有效复合，各组成成分间形成了强界面耦合效应，且能有效缓解和抑制硒化锌材料在充放电过程中的体积膨胀效应，提高材料的导电性，因此该复合材料用作锂离子电池负极材料时，兼具非常高的比容量和优良的循环稳定性和倍率性能。本发明的制备工艺简单，制备条件适中，成本低廉。

主权项

1.一种三维多孔碳包覆硒化锌材料的制备方法，其特征在于，利用锌基金属有机框架（ZIF‑8）作为模板，利用氢氩混合气作为保护气氛，与硒粉在高温下进行硒化反应，原位制备得到三维多孔碳包覆硒化锌材料；具体步骤为：（1）具有多面体形貌的ZIF‑8模板制备：称取1.35‑1.66克六水合硝酸锌和1.45‑1.85克2‑甲基咪唑，分别溶于15‑35毫升的甲醇溶液中，搅拌溶解，然后将2‑甲基咪唑溶液倒入硝酸锌溶液中；混合搅拌至均匀，在室温下静置18‑24小时，将产物离心分离，用乙醇溶液清洗2‑4次，最后置于55‑80摄氏度干燥箱中，所得产物即为多面体形ZIF‑8；产物呈白色，多为菱形十二面体形貌，颗粒尺寸主要分布在600至900纳米之间；（2）多面体形硒化锌材料及制备：称取100至300毫克ZIF‑8和100至300毫克的硒粉分别置于瓷舟的两端，将瓷舟放进管式炉中，通入氢氩混合气，以1‑3摄氏度每分钟的升温速率加热到500‑600摄氏度，在这个温度下保温2‑4小时，即得到三维多孔碳包覆的硒化锌量子点材料。