一种体相Fe7Se8电池材料的制备方法及其在电池中的应用

本发明涉及电池材料领域，尤其涉及一种体相fe7se8电池材料的制备方法及其在电池中的应用。

背景技术：

1、锂离子电池因具有高能量密度，优异的循环性能，成熟的生产工艺等优点，已成功进入商业化规模应用。随着人们对电化学储能器件需求的不断增加和锂资源储量的限制，使锂离子电池的生产成本增加。同时，钠离子电池具有资源丰度高、成本低、与锂离子电池具有相似的工作原理等一系列优点受到了广泛研究。

2、负极材料作为钠离子电池的重要组成，对其循环寿命，比容量等有重要的影响。其中fe7se8因其较高的理论比容量，导电性好等特点成为钠离子电池负极材料的首选。导电性能好的fe7se8材料须具有高度的均一度，均匀性差的fe7se8在循环过程中普遍存在严重的体积膨胀问题，这就会造成材料发生机械断裂/粉碎，与导电基底接触失效，从而造成电化学性能快速衰减。且在现有的技术中，大多数生产的fe7se8材料均存在均匀性不好的问题，后续经过一系列改性得到纳米fe7se8复合型电池材料存在性能不稳定的问题。

技术实现思路

1、针对现有方法制备出的fe7se8电池材料均匀性差，纳米fe7se8复合型电池材料存在性能不稳定的问题，本发明提供一种体相fe7se8电池材料的制备方法，包括以下步骤：将还原铁粉和硒粉混合均匀，将混合粉末平铺在瓷舟中，在瓷舟中心处覆盖锡纸，便于铁粉和硒粉发生充分的氧化还原反应，随后将瓷舟置于管式炉中，将管式炉内充满氩气，以恒定的升温速率升温至600℃～700℃，保温反应，完成后降至常温，将锡纸去除，使多余的硒粉挥发完全，再次将管式炉内充满氩气，以相同的升温速率升温到相同的温度，保温后即得所述体相fe7se8电池材料。

2、具体地，还原铁粉和硒粉的质量比为1:(6-10)；锡纸覆盖面积为混合粉末面积的30％～80％；升温速率为5～15℃/min，保温时间为8-10h。

3、本发明制备的体相fe7se8电池材料形貌好，结晶度高，具有较高的电导率，无需碳修饰即可维持较高的比容量。作为电池的负极材料，充放电循环中会自身分解成为三维的纳米颗粒，缩短了钠离子的扩散距离，提高了比表面积，增加了与电解液的接触面积，利于反应的充分进行。

技术特征：

1.一种体相fe7se8电池材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：将还原铁粉和硒粉混合均匀，将混合粉末平铺在瓷舟中，在瓷舟中心处覆盖锡纸，将瓷舟置于管式炉中，将管式炉内充满氩气，以恒定的升温速率升温至600℃～700℃，保温反应，完成后降至常温，将锡纸去除，再次将管式炉内充满氩气，以相同的升温速率升温到相同的温度，保温后即得所述体相fe7se8电池材料。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述还原铁粉和所述硒粉的质量比为1:(6-10)。

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述锡纸覆盖面积为混合粉末面积的30％～80％。

4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，升温速率为5～15℃/min，保温时间为8-10h。

5.一种电池材料，其特征在于，由权利要求1-4任一项所述方法制备出的体相fe7se8电池材料组成。

技术总结
本发明公开了一种体相Fe<subgt;7</subgt;Se<subgt;8</subgt;电池材料的制备方法：将还原铁粉和硒粉混合均匀，将混合粉末平铺在瓷舟中，在瓷舟中心处覆盖锡纸，将瓷舟置于管式炉中，将管式炉内充满氩气，以恒定的升温速率升温至600℃～700℃，保温反应，完成后降至常温，将锡纸去除，再次将管式炉内充满氩气，以相同的升温速率升温到相同的温度，保温后即得所述体相Fe<subgt;7</subgt;Se<subgt;8</subgt;电池材料。本发明制备的体相Fe<subgt;7</subgt;Se<subgt;8</subgt;电池材料形貌好，结晶度高，具有较高的电导率，无需碳修饰即可维持较高的比容量。作为电池的负极材料，充放电循环中会自身分解成为三维的纳米颗粒，缩短了钠离子的扩散距离，提高了比表面积，增加了与电解液的接触面积，利于反应的充分进行。

技术研发人员：周艳丽,王逸飞,李志奇,姜付义
受保护的技术使用者：烟台大学
技术研发日：
技术公布日：2024/1/14