本發(fā)明屬于鈉離子電池電極材料，具體涉及一種用于無碳電極的過渡金屬硫硒化物、制備方法及其在鈉離子電池中的應用。
背景技術(shù)：
1、作為二次電池的核心組件，電極材料的發(fā)展自licoo2首次展現(xiàn)電化學儲能特性以來已取得顯著突破。當前主流研究多聚焦于提升材料的質(zhì)量容量指標，然而在微電子器件、航空航天裝備及電動汽車等應用場景中，電池系統(tǒng)的體積能量密度往往比質(zhì)量能量密度更具實際意義。特別是在空間受限的軍用設(shè)備、植入式醫(yī)療器件等特殊領(lǐng)域，緊湊型電池設(shè)計對電極材料的體積容量提出了嚴苛要求。值得注意的是，這一設(shè)計準則同樣適用于新興的鈉離子電池體系，其體積能量密度的優(yōu)化將直接決定該技術(shù)在高能量密度應用場景的競爭力。
2、工作電極通常由活性材料和粘結(jié)劑及導電添加劑等電化學惰性組分組成，通常占據(jù)電極質(zhì)量比的20~30%。大多數(shù)電極材料的本征電子電導率較低，因此需要引入導電碳網(wǎng)絡(luò)以提升倍率性能和循環(huán)穩(wěn)定性。這一策略存在明顯弊端：導電碳的振實密度通常較低，會大幅降低電極的體積比容量和體積能量密度。因此，設(shè)計具有高導電性的電極材料，通過規(guī)避導電添加劑的使用，設(shè)計無碳電極，提升電極的振實密度，將對提升儲能電池體積比容量具有重要價值。
技術(shù)實現(xiàn)思路
1、針對上述問題，本發(fā)明的目的是提供一種用于無碳電極的過渡金屬硫硒化物、制備方法及其在鈉離子電池中的應用，該過渡金屬硫硒化物具有高容量的特點。
2、本發(fā)明所述的一種用于無碳電極的過渡金屬硫硒化物fesse0.5的制備方法，其步驟如下：
3、（1）將鐵粉、升華硫以及硒粉按照1：1.05：1的化學計量比進行稱量，然后放在研缽中研磨，得到徹底混合均勻的前驅(qū)體混合物；
4、（2）將步驟（1）中得到的前驅(qū)體混合物轉(zhuǎn)移至石英管中，然后將石英管抽至真空狀態(tài)；
5、（3）將步驟（2）中的石英管置于馬弗爐中，在600~700℃下燒結(jié)10~15小時后降至室溫；
6、（4）將步驟（3）中得到的產(chǎn)物進行研磨，得到所述的用于無碳電極的過渡金屬硫硒化物fesse0.5。
7、進一步地，步驟（1）中的研磨時間為15~30分鐘，使其完全均勻混合；
8、進一步地，步驟（3）中的石英管置于馬弗爐中采用程序升溫，由室溫以3~6℃/每分鐘的速率升溫至600~700℃；
9、進一步地，步驟（4）中的研磨時間為15~30分鐘，使其由塊狀完全變?yōu)榉勰睢?/p>
10、本發(fā)明所述的一種用于無碳電極的過渡金屬硫硒化物fesse0.5，其是通過上述方法制備得到。
11、本發(fā)明所述的一種用于無碳電極的過渡金屬硫硒化物fesse0.5可以在鈉離子電池中得到應用。
12、將制備得到的用于無碳電極的過渡金屬硫硒化物fesse0.5作為電池活性材料，super?p為導電劑，采用羧甲基纖維素為粘結(jié)劑，按照7：2：1的質(zhì)量比進行稱量，以超純水為溶劑，研磨成糊狀；然后均勻涂覆在銅箔集流體上，經(jīng)干燥后將其作為鈉離子電池工作電極與金屬鈉及有機電解液組裝成鈉離子半電池，作為有碳電極對照組。
13、將制備得到的用于無碳電極的過渡金屬硫硒化物fesse0.5作為電池活性材料，采用羧甲基纖維素為粘結(jié)劑，按照29：1的質(zhì)量比進行稱量，以超純水為溶劑，研磨成糊狀；然后均勻涂覆在銅箔集流體上，經(jīng)干燥后將其作為鈉離子電池無碳工作電極與金屬鈉對電極及有機電解液組裝成鈉離子半電池，作為無碳電極實驗組。
14、本發(fā)明的有益效果是：
15、1）本發(fā)明制備的用于無碳電極的過渡金屬硫硒化物fesse0.5，可通過簡易的固相反應直接合成；
16、2）本發(fā)明對制備的用于無碳電極的過渡金屬硫硒化物fesse0.5進行了在鈉離子電池下的電化學性能測試，實驗結(jié)果表明，該電極材料室溫條件下具有良好的電化學性能，在有super?p來提供電子導電性的情況下，電池循環(huán)100圈后具有527.8?mah?g-1的高放電比容量；在無super?p來提供電子導電性的情況下，電池循環(huán)循環(huán)100圈之后仍有523.98?mah?g-1的放電比容量；在0℃的條件下，無碳電極循環(huán)100圈之后仍有482.63?mah?g-1的高放電比容量。其優(yōu)異的循環(huán)穩(wěn)定性展示了不同場景的應用前景；
17、3）本發(fā)明采用的制備方法簡單、成本較低，有利于批量化生產(chǎn)。
1.一種用于無碳電極的過渡金屬硫硒化物fesse0.5的制備方法，其特征在于：其步驟如下，
2.如權(quán)利要求1所述的一種用于無碳電極的過渡金屬硫硒化物fesse0.5的制備方法，其特征在于：步驟（1）中的研磨時間為15~30分鐘，使其完全均勻混合。
3.如權(quán)利要求1所述的一種用于無碳電極的過渡金屬硫硒化物fesse0.5的制備方法，其特征在于：步驟（3）中的石英管置于馬弗爐中采用程序升溫，由室溫以3~6℃/每分鐘的速率升溫至600~700℃。
4.如權(quán)利要求1所述的一種用于無碳電極的過渡金屬硫硒化物fesse0.5的制備方法，其特征在于：步驟（4）中的研磨時間為15~30分鐘，使其由塊狀完全變?yōu)榉勰睢?/p>
5.一種用于無碳電極的過渡金屬硫硒化物fesse0.5，其特征在于：是由權(quán)利要求1~4任意一項所述的制備方法制備得到。
6.權(quán)利要求5所述的一種用于無碳電極的過渡金屬硫硒化物fesse0.5在鈉離子電池中的應用。
7.如權(quán)利要求6所述的一種用于無碳電極的過渡金屬硫硒化物fesse0.5在鈉離子電池中的應用，其特征在于：將制備得到的用于無碳電極的過渡金屬硫硒化物作為電池活性材料，采用羧甲基纖維素為粘結(jié)劑，按照29：1的質(zhì)量比進行稱量，以超純水為溶劑，研磨成糊狀；然后均勻涂覆在銅箔集流體上，經(jīng)干燥后將其作為鈉離子電池無碳工作電極與金屬鈉對電極及有機電解液組裝成鈉離子半電池。