【技術(shù)實(shí)現(xiàn)步驟摘要】
本專利技術(shù)屬于鋰鎂雙離子電池正極材料以及電解液，具體涉及一種基于二維片層結(jié)構(gòu)的snse2/snse/sno2正極材料及其制備方法及0.4m?apc-0.4m?licl電解液的鋰鎂雙離子電池。
技術(shù)介紹
1、盡管可充電鋰離子(li-ion)電池作為儲(chǔ)能系統(tǒng)已經(jīng)取得了巨大的成功，但li枝晶生長(zhǎng)的安全性問題以及l(fā)i的昂貴和有限的資源限制了它的持續(xù)發(fā)展和應(yīng)用。
2、可充電多價(jià)電池，特別是鎂離子(mg-ion)電池，由于其理論上的高體積容量(3833mah?cm-3)、低還原電位(-2.37v)、高地球豐度和良好的安全性而受到越來越多的關(guān)注。
3、不幸的是，具有高電荷密度的二價(jià)鎂離子在固態(tài)陰極中引起強(qiáng)烈的靜電相互作用，導(dǎo)致離子傳輸遲緩，充電-放電時(shí)極化較大，容量迅速衰減。解決這個(gè)問題的有效策略是構(gòu)建鎂/鋰混合離子電池(mlhbs)，其利用無樹枝晶鎂負(fù)極和快速li+在同時(shí)含有鎂和鋰離子的雙鹽電解液中的優(yōu)勢(shì)。
4、2019年5月14日公開的公開號(hào)為cn?109755553?a的專利，公開了一種鎂鋰雙離子電池復(fù)合正極材料及其制備方法和應(yīng)用、電池體系，鎂鋰雙離子電池復(fù)合正極材料包括vs4/rgo納米復(fù)合材料和包裹所述vs4/rgo納米復(fù)合材料的聚苯胺層，所述vs4負(fù)載在還原氧化石墨烯上，pani涂覆的vs4/rgo具有更高的導(dǎo)電性和更完整的結(jié)構(gòu)，有利于實(shí)現(xiàn)大電流密度下的充放電；pani導(dǎo)電層不參與電化學(xué)反應(yīng)，包覆于vs4表面提高了其導(dǎo)電性能，能夠很好的適應(yīng)大電流密度下的充放電過程，同時(shí)，pani層減小了核心vs
技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路
1、本專利技術(shù)的目的在于提供一種基于二維片層結(jié)構(gòu)的正極材料及其制備方法，利用價(jià)格低廉的原料制備得到珊瑚狀的sno2，通過煅燒得到片層結(jié)構(gòu)的snse2/snse/sno2材料，制備方法簡(jiǎn)單高效，產(chǎn)物組成和結(jié)構(gòu)新穎、產(chǎn)率高、成本低。
2、本專利技術(shù)還有一個(gè)目的在于提供一種鋰鎂雙離子電池，利用基于二維片層結(jié)構(gòu)的snse2/snse/sno2正極材料作為電極材料，探究合適濃度的0.4m?apc-0.4mlicl作為電解液，兩者配合使用，解決鋰鎂雙離子電池循環(huán)穩(wěn)定性差等技術(shù)難題。
3、本專利技術(shù)具體技術(shù)方案如下：
4、一種基于二維片層結(jié)構(gòu)的正極材料的制備方法，包括以下步驟：
5、1)將碳源、錫源分散于水中，混勻后，水熱反應(yīng)，得到sno2@c；
6、2)將步驟1)得到的sno2@c煅燒，得到sno2；
7、3)將步驟2)得到的sno2和硒粉煅燒，得到基于二維片層結(jié)構(gòu)的正極材料snse2/snse/sno2。
8、步驟1)中，所述碳源、錫源的物質(zhì)的量比為1：1～3：1，優(yōu)選2：1；
9、步驟1)中，所述錫源和水的用量比為0.15-0.3mol/l；優(yōu)選為0.25mol/l；
10、步驟1)中，所述碳源是為蔗糖；
11、步驟1)中，所述錫源選自可溶性錫源，優(yōu)選為sncl4·5h2o；
12、步驟1)中，所述水熱反應(yīng)的條件為160～200℃反應(yīng)4～8h，優(yōu)選為180℃反應(yīng)6h；
13、步驟1)中，水熱反應(yīng)結(jié)束后經(jīng)離心、洗滌、干燥，得到sno2@c；
14、步驟2)中，置于馬弗爐中煅燒，除碳得到sno2；
15、步驟2)中，所述煅燒，是在空氣氣氛中進(jìn)行，以1℃/min的速率升溫至300～500℃煅燒1h，優(yōu)選煅燒溫度500℃；
16、步驟3)中，所述sno2和硒粉的質(zhì)量比為1:3～1:5，優(yōu)選1：5；
17、步驟3)中，置于管式爐中煅燒，sno2和硒粉分別置于兩個(gè)瓷舟中進(jìn)行煅燒，其中裝有硒粉的磁舟置于管式爐的上流，煅燒得到二維片層結(jié)構(gòu)snse2/snse/sno2。
18、步驟3)中，所述煅燒，條件為升溫至400～550℃下煅燒1～2.5h，優(yōu)選為500℃煅燒2h；
19、步驟3)中，所述煅燒的氣氛為氫氬混合氣氣氛，包括體積分?jǐn)?shù)5％h2以及95％ar；
20、本專利技術(shù)提供的一種基于二維片層結(jié)構(gòu)的正極材料，采用上述方法制備得到。所述基于二維片層結(jié)構(gòu)的正極材料為基于二維片層結(jié)構(gòu)的snse2/snse/sno2正極材料，大小不一的片層緊密堆積，每一層的厚度30±5nm。
21、本專利技術(shù)制備的基于二維片層結(jié)構(gòu)的snse2/snse/sno2材料，利用錫鹽和蔗糖在水熱的條件下，定向形成珊瑚狀的sno2@c，在馬弗爐下除去碳，再在400～550℃與硒粉結(jié)合，利用高溫下se2-置換o2-的陰離子交換法，在sno2的基礎(chǔ)上，發(fā)生晶格的轉(zhuǎn)化，部分的sno2熔化重組為片層的snse2，同時(shí)殘留的碳與h2共同作用會(huì)將部分snse2還原為snse，最終得到snse2/snse/sno2材料。首先，從化學(xué)鍵的角度來看，snse2以及snse其原子間的鍵合方式和鍵能分布使得在層狀排列方向上的原子堆積具有優(yōu)勢(shì)。此外，電子結(jié)構(gòu)和電荷分布也對(duì)其片層結(jié)構(gòu)的形成產(chǎn)生影響，使得原子在特定的平面內(nèi)形成有序的排列模式，從而降低系統(tǒng)的總能量。其平面的二維片層結(jié)構(gòu)，其中錫平面像三明治一樣夾在硒平面內(nèi)，較大的層間距，有利于容納更多的li+和mg2+并緩解體積膨脹。同時(shí)較大的片層結(jié)構(gòu)可以增加比表面積，與電解液充分接觸，提高電池循環(huán)穩(wěn)定性。
22、本專利技術(shù)提供的一種鋰鎂雙離子電池，包括電池正極，所述電池正極利用基于二維片層結(jié)構(gòu)的snse2/snse/sno2正極材料作為活性物質(zhì)制備得到。
23、所述鋰鎂雙離子電池還包括電解液，所述電解液為apc-licl電解液，優(yōu)選為0.4mapc-0.4m?licl電解液。
24、所述apc-licl電解液的制備方法為：
25、s1、將無水氯化鋁溶于四氫呋喃中，攪拌；
26、s2、將苯基氯化鎂溶液加入步驟s1得到的溶液中，攪拌；
27、s3、將無水氯化鋰加入步驟s2得到的溶液中，攪拌，即得電解液。
28、步驟s1、s2和s3中，所述攪拌是指攪拌速度為300～800rpm；
29、步驟s1中，所述無水氯化鋁和四氫呋喃的用量比為0.2667：2～4g/ml，優(yōu)選為0.2667：3g/ml；
30、步驟s2中，苯基氯化鎂溶液的濃度為2m,溶劑為四氫呋喃；體積為1～3ml，優(yōu)選2ml；
31、步驟s2中，苯基氯化鎂溶液的體積和步驟s1中四氫呋喃的體積比為1～3：2～4；優(yōu)選為2:3；
32、步驟s3中，無水氯化鋰在制備的電解液中的濃度為0.2～0.6m，優(yōu)選0.4m。
33、本專利技術(shù)提供的基于二維snse2/s本文檔來自技高網(wǎng)...
【技術(shù)保護(hù)點(diǎn)】
1.一種基于二維片層結(jié)構(gòu)的正極材料的制備方法，其特征在于，所述制備方法包括以下步驟：
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的制備方法，其特征在于，步驟1)中，所述碳源、錫源的物質(zhì)的量比為1：1～3：1。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的制備方法，其特征在于，步驟1)中，所述碳源是為蔗糖。
4.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的制備方法，其特征在于，步驟1)中，所述水熱反應(yīng)的條件為160～200℃反應(yīng)4～8h。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的制備方法，其特征在于，步驟2)中，所述煅燒，是在空氣氣氛中進(jìn)行，300～500℃煅燒1h。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的制備方法，其特征在于，步驟3)中，所述SnO2和硒粉的質(zhì)量比為1:3～1:5。
7.根據(jù)權(quán)利要求1或6所述的制備方法，其特征在于，步驟3)中，所述煅燒，氫氬混合氣氣氛條件為升溫至400～550℃下煅燒1～2.5h。
8.一種權(quán)利要求1-7任一項(xiàng)所述制備方法制備的基于二維片層結(jié)構(gòu)的正極材料。
9.一種鋰鎂雙離子電池，其特征在于，利用權(quán)利要求8所述的基于二維片層結(jié)構(gòu)的正極材
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的鋰鎂雙離子電池，其特征在于，所述鋰鎂雙離子電池的電解液為APC-LiCl電解液。
...【技術(shù)特征摘要】
1.一種基于二維片層結(jié)構(gòu)的正極材料的制備方法，其特征在于，所述制備方法包括以下步驟：
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的制備方法，其特征在于，步驟1)中，所述碳源、錫源的物質(zhì)的量比為1：1～3：1。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的制備方法，其特征在于，步驟1)中，所述碳源是為蔗糖。
4.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的制備方法，其特征在于，步驟1)中，所述水熱反應(yīng)的條件為160～200℃反應(yīng)4～8h。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的制備方法，其特征在于，步驟2)中，所述煅燒，是在空氣氣氛中進(jìn)行，300～500℃煅燒1h。
6.根據(jù)...
【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：劉金云，劉佳敏，周婷，
申請(qǐng)(專利權(quán))人：安徽師范大學(xué)，
類型：發(fā)明
國別省市：
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