一种锂硒电池正极材料的制备方法及应用
专利汇可以提供一种锂硒电池正极材料的制备方法及应用专利检索，专利查询，专利分析的服务。并且本 发明 涉及一种锂硒 电池 正极材料 的制备方法及其在锂硒电池中的应用。所述制备方法基于 喷雾干燥 技术，制备得到具有三维 支撑 结构的Ti3C2/Sb2Se3/Se正极材料，不仅可以提高负载材料对活性物质的负载率，并且其特殊的三维支撑结构可以防止锂硒电池正极材料在反复的充放电过程中发生塌陷，进而提升锂硒电池的电化学性能，有效地提高了锂硒电池的放电 比容量 和循环 稳定性 。，下面是一种锂硒电池正极材料的制备方法及应用专利的具体信息内容。
1.一种锂硒电池正极材料的制备方法，其特征在于：包括以下步骤，
第一步，制备Ti3C2分散液；
将MAX相Ti3C2Al粉末缓慢分散在去离子水，超声分散均匀，随后在磁力搅拌作用下，缓慢滴加HF溶液，滴加完成后，持续磁力搅拌12h-48h后静置分层，并对其沉淀产物使用去离子水和无水乙醇反复高速离心清洗，待高速离心后剩余液体为中性时，停止清洗,得到Ti3C2分散液；
第二步，制备Ti3C2/Sb2Se3复合材料；
将Sb2Se3粉末倒入去离子水中，通过磁力搅拌和超声分散使其在去离子水中分散均匀，得到Sb2Se3分散液；将Sb2Se3分散液加入Ti3C2分散液中，在磁力搅拌和超声作用下分散均匀，得到Ti3C2/Sb2Se3分散液，通过喷雾干燥设备，在150℃-250℃雾化温度下进行喷雾干燥，即得到Ti3C2/Sb2Se3复合材料；
第三步，制备Ti3C2/Sb2Se3/Se正极材料；
所述第二步中制备的Ti3C2/Sb2Se3粉末与Se粉在研钵中均匀混合，此步骤中Ti3C2/Sb2Se3粉末和Se粉的质量比为1：2，，随后将其转移至管式炉内，在流动的氩气氛围下保温1-
3h，保温温度为300℃，升温速率为10℃/min，即得到Ti3C2/Sb2Se3/Se正极材料。
2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述第一步中MAX相Ti3C2Al粉末与去离子水的质量体积比为1：100-300g/mL。
3.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，第一步中所述HF溶液浓度为10wt％-
50wt％，所述的HF溶液体积用量为去离子水体积的50％。
4.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，第二步中所述Sb2Se3分散液的浓度为
100-500mg/mL，所述Ti3C2分散液浓度为5-50mg/mL，Ti3C2分散液中溶质与Sb2Se3分散液中溶质的质量比例为1:5-20。
5.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述第二步中喷雾干燥的雾化压力为
600-1000Pa。
6.根据权利要求1-5任一项所述制备方法制得的Ti3C2/Sb2Se3/Se正极材料在锂硒电池中的应用，其特征在于：将所述制得的Ti3C2/Sb2Se3/Se正极材料与导电剂super P、粘结剂PVDF按照质量比为8∶1∶1的比例置于研钵中，研磨1-3h混匀，并逐滴滴加N-甲基吡咯烷酮，继续研磨10-30min形成光亮黑色浆体，使用刮刀将其均匀涂覆在含碳铝箔上，50-70℃真空干燥10-16h，得到涂满均匀Ti3C2/Sb2Se3/Se极片，并裁成圆形；在5MPa压力下压成薄片，得到电池正极片，搭配金属锂片为负极，使用含有0.1M硝酸锂的LiPFSI电解液，在手套箱中进行电池组装，得到扣式CR2025锂硒电池。
一种锂硒电池正极材料的制备方法及应用
技术领域
背景技术
3
池理论体积比容 量达3254mAh/cm ，达到与锂硫电池理论体积比容量相当的水平。而硒的电导率 (1×10-3S/m)远高于硫(5×10-28S/m)，意味着硒作为电极活性材料，将容易获 得更高的活性物质利用率、更高的电化学活性和更快的电化学反应速度。同时， 锂硒电池体系的“穿梭效应”相对于锂硫电池较弱，也更容易采取措施予以控制。 尽管如此，进一步提高其电化学性能仍有必要，且硒在充放电过程中体积膨胀较 大、库伦效率低和循环性能差等问题也需要解决。正是由于上述三方面不足，到 目前为止关于锂硒电池的研究大多集中在正极材料的改性上。将单质硒或硫与导 电性较好的材料复合是一种改善锂硒电池性能可行的方案。一种新型类石墨烯层 状过渡族金属碳(氮)化物(MXene)材料，因具有良好的导电性和机械性能，自2011 年被发现以来，便被认为是具有很大发展前景的新型储能材料。
理论研究发现 MXene表面官能团对材料的稳定性和电子性质具有决定性作用，结果表明 MXene电子结构具有金属特性，但表面羟基的分布状态将决定其表现出金属特 性或半导体特性。其中，成分为Ti3C2具有制备简单，物化性质稳定，力学性能 优良等特点，被广泛用于储能材料领域。同时，Ti3C2纳米片同样具有类石墨烯 的二维片层结构，当其作为锂硒电池正极负载硫材料时，难免会发生片层之间堆 叠的现象，进而会导致Ti3C2纳米片失去原有的分层结构，影响活性物质硒的负 载。因此，制备出一种具有三维支撑结构的锂硒电池活性物质负载材料，不仅可 以提高负载材料对活性物质的负载率，并且其特殊的三维支撑结构可以防止锂硒 电池正极材料在反复的充放电过程中发生塌陷，进而提高锂硒电池的电化学性能。 本发明主要以Ti基MXene为基础，提出了一种基于喷雾干燥技术的MXene及 其复合材料的制备方法，及其在锂硒电池中的应用。
发明内容
具体实施方式
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