CN114864903B - 一种内嵌二维金属硒化物的石墨烯基硒正极材料及其制备方法、锂硒电池 - Google Patents
一种内嵌二维金属硒化物的石墨烯基硒正极材料及其制备方法、锂硒电池 Download PDFInfo
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Abstract
本发明提供了一种石墨烯基硒复合材料，所述复合材料包括金属硒化物/石墨烯复合材料以及复合在金属硒化物/石墨烯复合材料上的硒。本发明通过极性二维金属硒化物对多硒化物的化学吸附作用，将放电中间产物多硒化物有效固定在正极的导电区域中，抑制穿梭效应的产生，提升活性物质的利用率。而且将具有催化调节因子的二维金属硒化物引入硒正极材料，从而得到了具化学吸附和催化作用的硒正极材料，能够提供电催化效应来调节聚硒化物的氧化还原反应，进一步抑制锂硒电池充放电过程中聚硒化物在硒正极与锂负极之间的穿梭效应，两者协同作用，明显抑制多硒化物的穿梭效应，提升电池的循环性能。本发明提供的制备工艺简单，易于规模化生产推广和应用。
Description
技术领域
本发明属于锂硒电池正极材料技术领域，涉及一种石墨烯基硒复合材料及其制备方法、锂硒电池，尤其涉及一种内嵌二维金属硒化物的石墨烯基硒正极材料及其制备方法、锂硒电池。
背景技术
随着化石能源被不断地消耗，我们所面临的能源危机及化石能源在利用过程中所引发的环境污染等问题日益加剧，需要开发新的清洁型能源，比如风能、太阳能、地热能等。但是清洁型能源的利用离不开电化学储能装置。具有安全、高效、环保的锂离子电池被广泛的研究，但是受限于传统正极材料理论比容量低的限制，它们的能量密度很难再有所提升，如果通过提升电压来提升能量密度，就会引发一些安全问题。随着我们生活水平的提高，我们对能量密度的要求越来越高。
锂硒电池是一种新型锂二次电池体系，其利用单质硒作为正极，金属锂为负极，硒作为硫的同族元素，具有与硫相类似的氧化还原机制，而且硒具有和硫相接近的体积比容量(硫:3467mAh·cm-3；硒:3240mAh·cm-3)。同时硒为半导体材料，其电导率远远高于硫的电导率，这样更有利于提高锂硒电池活性材料的利用率，从而有效的提升锂硒电池的电化学性能，其作为新型金属锂二次电池，具有非常重要的应用潜力。
但锂硒电池同样也存在一些基本的问题需要解决，例如锂硒电池在实际应用中存在着多硒化物的穿梭效应、活性物质的粉化及体积膨胀等问题。现有技术中也公开了相关的研究方案，如专利CN108502844A就公开了一种氧化还原石墨烯与硒纳米线复合正极材料，但由于锂硒电池的反应动力学比较慢，仍然会造成穿梭效应的发生。
因此，如何找到一种更为适宜的方法，能够解决锂硒电池存在的上述问题，进一步提升锂硒电池的性能，已成为业内诸多一线研究人员亟待解决的关键技术问题之一。
发明内容
有鉴于此，本发明要解决的技术问题在于提供一种石墨烯基硒复合材料及其制备方法、锂硒电池，特别是一种内嵌二维金属硒化物的石墨烯基硒正极材料。本发明提供的石墨烯基硒复合材料作为锂硒电池正极材料，能够显著提升锂硒电池的循环性能和倍率性能；而且制备工艺简单，易于在工业上批量生产，具有很强的应用潜力与商业价值。
本发明提供了一种石墨烯基硒复合材料，所述复合材料包括金属硒化物/石墨烯复合材料以及复合在金属硒化物/石墨烯复合材料上的硒。
优选的，所述金属硒化物包括VIB族过渡金属硒化物和/或后过渡金属硒化物；
所述金属硒化物为二维片层金属硒化物；
所述石墨烯基硒复合材料包括石墨烯基硒复合正极材料；
所述正极材料包括锂硒二次电池的正极材料。
优选的，所述金属硒化物包括二硒化钼、二硒化钨、三硒化铋和硒化铟中的一种或多种；
所述金属硒化物/石墨烯复合材料中，金属硒化物分散负载在石墨烯片层上；
所述硒吸附在所述金属硒化物/石墨烯复合材料载体上；
所述硒化学吸附在石墨烯片层上的金属硒化物上；
所述复合具体为通过热熔法将单质硒复合到金属硒化物/石墨烯复合材料载体上。
优选的，所述金属硒化物/石墨烯复合材料中，所述金属硒化物的质量含量为5％～90％；
所述硒在所述石墨烯基硒复合材料中质量含量为30％～80％；
所述石墨烯基硒复合材料的粒径为1～100μm；
所述硒包括活性材料硒单质。
优选的，所述石墨烯基硒复合材料为用于锂硒电池的正极材料；
所述石墨烯基硒复合材料具有花瓣堆叠的结构；
所述金属硒化物/石墨烯复合材料中，二维片层金属硒化物分散的贴合在石墨烯片层上；
所述金属硒化物/石墨烯复合材料由原料经溶剂热再碳化后得到。
本发明提供了一种石墨烯基硒复合材料的制备方法，包括以下步骤：
1)将金属硒化物/石墨烯复合材料和硒粉研磨混合后，在真空条件下，经过热熔处理后，得到石墨烯基硒复合材料。
优选的，所述热熔处理的温度为240～280℃；
所述热熔处理的时间为12～24h；
所述金属硒化物/石墨烯复合材料的制备方法包括以下步骤：
将金属盐、氧化石墨烯和混合溶剂混合后，加入硒和还原剂后，进行溶剂热反应，再经过碳化处理后，得到金属硒化物/石墨烯复合材料。
优选的，所述混合溶剂包括水和DMF；
所述溶剂热反应的温度为180～220℃；
所述溶剂热反应的时间为10～24h；
所述碳化处理的温度为600～1100℃；
所述碳化处理的时间为1～4h。
本发明还提供了一种锂硒电池，包括正极；
所述正极中包括正极材料；
所述正极材料包括上述技术方案任意一项所述的石墨烯基硒复合材料或上述技术方案任意一项所述的制备方法所制备的石墨烯基硒复合材料。
优选的，所述锂硒电池还包括负极、隔膜和电解液；
所述负极包括锂片；
所述隔膜包括聚烯烃基隔膜；
所述正极还包括集流体、导电剂和粘结剂；
所述正极材料、导电剂和粘结剂形成混合浆料涂覆在所述集流体上；
所述导电剂包括导电碳、乙炔黑、石墨烯、碳纳米管和碳纳米纤维中的一种或多种；
所述导电剂的含量为10％～30％；
所述粘结剂包括油性粘结剂或水系粘结剂；
所述粘结剂的含量为5％～20％。
本发明提供了一种石墨烯基硒复合材料，所述复合材料包括金属硒化物/石墨烯复合材料以及复合在金属硒化物/石墨烯复合材料上的硒。与现有技术相比，本发明针对现有的锂硒电池改进中，由于锂硒电池的反应动力学较慢，改进效果不明显，仍然会造成穿梭效应的发生的问题。本发明研究认为，由于锂硒电池的反应动力学较慢，仅通过物理限域的作用减弱聚硒化物的穿梭效应，作用力较弱，仍不可避免的造成多硒化物的溶解，再由于浓度差和电场力的因素，进而造成穿梭效应的发生。而且现有的技术改进方案大多是通过物理限域，如导电碳材料，或化学吸附改性方式，如在碳材料表面接枝极性基团，来抑制聚硒化物的穿梭效应，但活性物质硒的反应动力学较慢，从而不可避免的造成中间产物--聚硒化物的溶解，引起的穿梭效应造成电池的循环性能和倍率性能变差。
本发明创造性的设计了一种具有特定结构和组成的石墨烯基硒复合材料，该复合材料含有特定结构和组成的金属硒化物/石墨烯复合材料以及复合在该复合材料上的硒单质。本发明公开的这种内嵌二维金属硒化物的石墨烯基硒正极材料，以二维金属硒化物/石墨烯复合材料为载体，通过热熔法将活性物质硒与载体进行复合。正极材料中的极性二维金属硒化物可以通过化学吸附作用对聚硒化物进行固定，同时可以提供电催化效应来调节聚硒化物的氧化还原反应，有效抑制锂硒电池充放电过程中聚硒化物在硒正极与锂负极之间的穿梭效应，显著提升锂硒电池的循环性能、倍率性能。本发明首次将二维金属硒化物内嵌入石墨烯基硒正极材料。通过化学吸附和催化的协同作用，抑制多硒化物的穿梭效应，提升电池的循环性能，该硒正极材料具有很强的应用潜力与商业价值，易于在工业上批量生产。
本发明通过极性二维金属硒化物对多硒化物的化学吸附作用，将放电中间产物(多硒化物)有效固定在正极的导电区域中，抑制穿梭效应的产生，提升活性物质的利用率。而且本发明是首次将具有催化调节因子(二维金属硒化物)引入硒正极材料，从而得到了具化学吸附和催化作用的硒正极材料，能够提供电催化效应来调节聚硒化物的氧化还原反应，进一步有效抑制锂硒电池充放电过程中聚硒化物在硒正极与锂负极之间的穿梭效应，两者协同作用，明显抑制多硒化物的穿梭效应，提升电池的循环性能，有效的解决了现有技术仅仅通过物理限域或化学吸附抑制聚硒化物的穿梭效应，存在的效果不明显的问题。此外，本发明提供的制备工艺简单，操作可控性好，成本低，效率高，易于规模化生产推广和应用。
实验结果表明，本发明通过内嵌兼具化学吸附和催化作用的极性二维金属硒化物得到的复合材料，作为锂硒电池正极材料，可以明显抑制多硒化物的穿梭效应，提升活性物质的利用率，进而提升锂硒电池的循环性能。
附图说明
图1为本发明制备的二硒化钼/石墨烯复合材料的高倍率SEM扫描电子显微镜图片；
图2为本发明制备的二硒化钼/石墨烯复合材料的低倍率SEM扫描电子显微镜图片；
图3为本发明实施例与对比例在0.5C(1C＝678mA/g)电流密度下，100循环周期的循环性能图。
具体实施方式
为了进一步理解本发明，下面结合实施例对本发明优选实施方案进行描述，但是应当理解，这些描述只是为了进一步说明本发明的特征和优点，而不是对发明权利要求的限制。
本发明所有原料，对其来源没有特别限制，在市场上购买的或按照本领域技术人员熟知的常规方法制备的即可。
本发明所有原料，对其纯度没有特别限制，本发明优选采用分析纯或锂硒电池正极材料制备领域内使用的常规纯度。
本发明提供了一种石墨烯基硒复合材料，所述复合材料包括金属硒化物/石墨烯复合材料以及复合在金属硒化物/石墨烯复合材料上的硒。
在本发明中，所述石墨烯基硒复合材料优选包括石墨烯基硒复合正极材料。
在本发明中，所述正极材料优选包括锂硒二次电池的正极材料。
在本发明中，所述石墨烯基硒复合材料优选为用于锂硒电池的正极材料。
在本发明中，所述石墨烯基硒复合材料优选具有花瓣堆叠的结构，优选为具有花瓣堆叠结构的纳米颗粒。
在本发明中，所述金属硒化物/石墨烯复合材料中，二维片层金属硒化物优选分散的贴合在石墨烯片层上。
在本发明中，所述金属硒化物/石墨烯复合材料优选由原料经溶剂热再碳化后得到。
在本发明中，所述金属硒化物优选包括VIB族过渡金属硒化物和/或后过渡金属硒化物，更优选包括VIB族过渡金属硒化物或后过渡金属硒化物。具体的二硒化钼、二硒化钨、三硒化铋和硒化铟中的一种或多种，更优选为二硒化钼(硒化钼)、二硒化钨、三硒化铋(三硒化二铋)或硒化铟(三硒化二铟)。其中，钼、钨属于过渡金属VIB族元素，铋、铟属于后过渡金属元素。
在本发明中，所述金属硒化物优选为二维片层金属硒化物。
在本发明中，所述金属硒化物/石墨烯复合材料中，金属硒化物优选分散负载在石墨烯片层上。
在本发明中，所述硒优选包括活性材料硒单质。
在本发明中，所述硒优选吸附在所述金属硒化物/石墨烯复合材料载体上。具体的，所述硒优选化学吸附在石墨烯片层上的金属硒化物上。
在本发明中，所述复合具体优选为通过热熔法将单质硒复合到金属硒化物/石墨烯复合材料载体上。
在本发明中，所述金属硒化物/石墨烯复合材料中，所述金属硒化物的质量含量优选为5％～90％，更优选为25％～70％，更优选为45％～50％。
在本发明中，所述硒在所述石墨烯基硒复合材料中质量含量优选为30％～80％，更优选为40％～70％，更优选为50％～60％。
在本发明中，所述石墨烯基硒复合材料的粒径优选为1～100μm，更优选为21～80μm，更优选为41～60μm。
本发明上述步骤提供了一种内嵌二维金属硒化物的石墨烯基硒正极材料。该正极材料是由二维金属硒化物/石墨烯复合材料作为载体，通过热熔法将活性物质硒与载体进行复合。
其中，所述二维过渡金属硒化物/石墨烯复合材料经过溶剂热、碳化后而得。具体的，所述溶剂为H2O与DMF混合溶液。温度反应条件为180～220℃，10～24h，优选200℃，12h。所述碳化温度为600～1100℃，优选900～1000℃。
具体的，所述二维过渡金属硒化物/石墨烯复合材料中硒化物为二硒化钼、二硒化钨、三硒化铋、硒化铟等的一种或一种以上。其中，所述二维过渡金属硒化物在复合材料中的含量为5％～90％，优选含量为30％～60％。
具体的，所述热熔的温度条件为240～280℃，时间为12-24h；优选260℃，20h。
具体的，所述石墨烯基硒正极材料中活性物质硒在复合材料中的质量占比为30％～80％，优选质量占比为50％～70％。
本发明还提供了一种石墨烯基硒复合材料的制备方法，包括以下步骤：
1)将金属硒化物/石墨烯复合材料和硒粉研磨混合后，在真空条件下，经过热熔处理后，得到石墨烯基硒复合材料。
在本发明中，所述热熔处理的温度优选为240～280℃，更优选为245～275℃，更优选为250～270℃，更优选为255～265℃。
在本发明中，所述热熔处理的时间优选为12～24h，更优选为14～22h，更优选为16～20h。
在本发明中，所述金属硒化物/石墨烯复合材料的制备方法优选包括以下步骤：
将金属盐、氧化石墨烯和混合溶剂混合后，加入硒和还原剂后，进行溶剂热反应，再经过碳化处理后，得到金属硒化物/石墨烯复合材料。
在本发明中，所述混合溶剂优选包括水和DMF。
在本发明中，所述溶剂热反应的温度优选为180～220℃，更优选为185～215℃，更优选为190～210℃，更优选为195～205℃。
在本发明中，所述溶剂热反应的时间优选为10～24h，更优选为13～21h，更优选为16～18h。
在本发明中，所述碳化处理的温度优选为600～1100℃，更优选为700～1000℃，更优选为800～900℃。
在本发明中，所述碳化处理的时间优选为1～4h，更优选为1.5～3.5h，更优选为2～3h。
本发明提供了一种锂硒电池，包括正极；
所述正极中包括正极材料；
所述正极材料包括上述技术方案中任意一项所述的石墨烯基硒复合材料或上述技术方案中任意一项所述的制备方法所制备的石墨烯基硒复合材料。
在本发明中，所述锂硒电池优选包括负极、隔膜和电解液。
在本发明中，所述负极优选包括锂片。
在本发明中，所述隔膜优选包括聚烯烃基隔膜。
在本发明中，所述正极优选包括集流体、导电剂和粘结剂。
在本发明中，所述正极材料、导电剂和粘结剂形成混合浆料优选涂覆在所述集流体上。
在本发明中，所述导电剂优选包括导电碳、乙炔黑、石墨烯、碳纳米管和碳纳米纤维中的一种或多种，更优选为导电碳、乙炔黑、石墨烯、碳纳米管或碳纳米纤维。
在本发明中，所述导电剂的含量优选为10％～30％，更优选为14％～26％，更优选为18％～22％。
在本发明中，所述粘结剂优选包括油性粘结剂或水系粘结剂。
在本发明中，所述粘结剂的含量优选为5％～20％，更优选为8％～17％，更优选为11％～14％。
本发明上述步骤提供了一种内嵌二维金属硒化物的石墨烯基硒正极材料及其制备方法、锂硒电池。本发明设计了具有特定结构和组成的石墨烯基硒复合材料，该复合材料含有特定结构和组成的金属硒化物/石墨烯复合材料以及复合在该复合材料上的硒单质。本发明公开的这种内嵌二维金属硒化物的石墨烯基硒正极材料，以二维金属硒化物/石墨烯复合材料为载体，通过热熔法将活性物质硒与载体进行复合。正极材料中的极性二维金属硒化物可以通过化学吸附作用对聚硒化物进行固定，同时可以提供电催化效应来调节聚硒化物的氧化还原反应，有效抑制锂硒电池充放电过程中聚硒化物在硒正极与锂负极之间的穿梭效应，显著提升锂硒电池的循环性能、倍率性能。本发明首次将二维金属硒化物内嵌入石墨烯基硒正极材料。通过化学吸附和催化的协同作用，抑制多硒化物的穿梭效应，提升电池的循环性能，该硒正极材料具有很强的应用潜力与商业价值，易于在工业上批量生产。
本发明通过极性二维金属硒化物对多硒化物的化学吸附作用，将放电中间产物(多硒化物)有效固定在正极的导电区域中，抑制穿梭效应的产生，提升活性物质的利用率。而且本发明是首次将具有催化调节因子(二维金属硒化物)引入硒正极材料，从而得到了具化学吸附和催化作用的硒正极材料，能够提供电催化效应来调节聚硒化物的氧化还原反应，进一步有效抑制锂硒电池充放电过程中聚硒化物在硒正极与锂负极之间的穿梭效应，两者协同作用，明显抑制多硒化物的穿梭效应，提升电池的循环性能，有效的解决了现有技术仅仅通过物理限域或化学吸附抑制聚硒化物的穿梭效应，存在的效果不明显的问题。此外，本发明提供的制备工艺简单，操作可控性好，成本低，效率高，易于规模化生产推广和应用。
实验结果表明，本发明通过内嵌兼具化学吸附和催化作用的极性二维金属硒化物得到的复合材料，作为锂硒电池正极材料，可以明显抑制多硒化物的穿梭效应，提升活性物质的利用率，进而提升锂硒电池的循环性能。
为了进一步说明本发明，以下结合实施例对本发明提供的一种石墨烯基硒复合材料及其制备方法、锂硒电池进行了详细描述，但是应当理解，这些实施例是在以本发明技术方案为前提下进行实施，给出了详细的实施方式和具体的操作过程，只是为进一步说明本发明的特征和优点，而不是对本发明权利要求的限制，本发明的保护范围也不限于下述的实施例。
硒溶液的制备
称取1g硒粉加入到100mL的水合肼中，搅拌至溶解备用。
实施例1
将0.3mmoL的Na2MoO4·2H2O加入50mLGO混合溶液(H2O:DMF＝2:3)中(1mg/mL)。超声分散均匀，然后加入20mL硒的水合肼溶液，搅拌均匀后转移至100mL水热釜中，200℃水热12h，洗涤，干燥，经过1000℃处理2h得到二硒化钼/石墨烯复合材料。
对本发明实施例1制备的二硒化钼/石墨烯复合材料进行表征。
参看图1，图1为本发明制备的二硒化钼/石墨烯复合材料的高倍率SEM扫描电子显微镜图片。
由图1可以明显看到，二维片层的二硒化钼均匀分散在石墨烯片层上。
参见图2，图2为本发明制备的二硒化钼/石墨烯复合材料的低倍率SEM扫描电子显微镜图片。
由图2可以明显看到，石墨烯基硒复合材料具有花瓣堆叠结构的纳米颗粒。
将二硒化钼/石墨烯复合材料、硒粉按3:7的比例研磨混合均匀，转移至密封的真空玻璃管中，260℃处理20h。得到硒正极材料。
对本发明实施例1制备的硒正极材料进行性能检测，参见实施例3。
实施例2
将0.3mmoL的Na2WO4·2H2O加入50mLGO混合溶液(H2O:DMF＝2:3)中(1mg/mL)。超声分散均匀，然后加入20mL硒的水合肼溶液，搅拌均匀后转移至100mL水热釜中，200℃水热12h，洗涤，干燥，经过1000℃处理2h得到二硒化钨/石墨烯复合材料。
将二硒化钨/石墨烯复合材料、硒粉按3:7的比例研磨混合均匀，转移至密封的真空玻璃管中，260℃处理20h。得到硒正极材料。
对本发明实施例2制备的硒正极材料进行性能检测，参见实施例3。
对比例1
50mLGO混合溶液(H2O:DMF＝2:3)中(1mg/mL)。超声分散均匀，然后加入20mL水合肼溶液，搅拌均匀后转移至100mL水热釜中，200℃水热12h,洗涤，干燥，经过1000℃处理2h得到石墨烯材料。将石墨烯材料、硒粉按3:7的比例研磨混合均匀，转移至密封的真空玻璃管中，260℃处理20h。得到硒正极材料。
对比例2
将0.3mmoL的Na2MOO4·2H2O加入50mL混合溶液(H2O:DMF＝2:3)中,超声溶解，然后加入20mL硒的水合肼溶液，搅拌均匀后转移至100mL水热釜中，200℃水热12h,洗涤，干燥，经过1000℃处理2h得到二硒化钼纳米片。将二硒化钼、硒粉按3:7的比例研磨混合均匀，转移至密封的真空玻璃管中，260℃处理20h。得到硒正极材料。
实施例3
将上述实施例与对比例通过组装2032扣式电池进行测试，正极为上述实施例与对比例制备的硒正极材料，负极为金属锂，电解液为1mol/L LiTFSI(双三氟甲烷磺酰亚胺锂)/DOL-DME(1:1)，电解液中含有1％LiNO3；
正极极片的制备：
将硒正极材料、乙炔黑和PVDF按质量比为7:2:1研磨均匀后，加入适量的NMP调制成浆状，然后均匀涂布在铝箔上，并置于60℃真空干燥箱中24h，最后冲切制成电极片。
对本发明实施例制备的硒正极材料进行性能检测，同时比对对比例制备的硒正极材料。
参见图3，图3为本发明实施例与对比例在0.5C(1C＝678mA/g)电流密度下，100循环周期的循环性能图。
由图3的实验结果表明：对比例和实施例的实验结果对比中，本发明通过内嵌兼具化学吸附和催化作用的极性二维金属硒化物，可以明显抑制多硒化物的穿梭效应，提升活性物质的利用率，进而提升锂硒电池的循环性能。经过0.5C(1C＝678mA/g)的电流密度下循环100圈后，实施例1、2放电比容量仍能保持在462.3mAh/g、451.9mAh/g。明显优异于纯石墨烯(对比例1)纯二硒化钼(对比例2)的放电克容量(290.2mAh/g、333.8mAh/g)。
以上对本发明提供的一种内嵌二维金属硒化物的石墨烯基硒正极材料及其制备方法、锂硒电池进行了详细的介绍，本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想，包括最佳方式，并且也使得本领域的任何技术人员都能够实践本发明，包括制造和使用任何装置或系统，和实施任何结合的方法。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以对本发明进行若干改进和修饰，这些改进和修饰也落入本发明权利要求的保护范围内。本发明专利保护的范围通过权利要求来限定，并可包括本领域技术人员能够想到的其他实施例。如果这些其他实施例具有不是不同于权利要求文字表述的结构要素，或者如果它们包括与权利要求的文字表述无实质差异的等同结构要素，那么这些其他实施例也应包含在权利要求的范围内。
Claims (10)
1.石墨烯基硒复合材料在锂硒电池上的应用；
所述复合材料包括金属硒化物/石墨烯复合材料以及复合在金属硒化物/石墨烯复合材料上的硒；
所述金属硒化物包括VIB族过渡金属硒化物和/或后过渡金属硒化物；
所述金属硒化物为二维片层金属硒化物。
2.根据权利要求1所述的应用，其特征在于，
所述石墨烯基硒复合材料包括石墨烯基硒复合正极材料；
所述正极材料包括锂硒二次电池的正极材料。
3.根据权利要求1所述的应用，其特征在于，所述金属硒化物/石墨烯复合材料中，金属硒化物分散负载在石墨烯片层上；
所述硒吸附在所述金属硒化物/石墨烯复合材料载体上；
所述硒化学吸附在石墨烯片层上的金属硒化物上；
所述复合具体为通过热熔法将单质硒复合到金属硒化物/石墨烯复合材料载体上。
4.根据权利要求1所述的应用，其特征在于，所述金属硒化物/石墨烯复合材料中，所述金属硒化物的质量含量为5％～90％；
所述硒在所述石墨烯基硒复合材料中质量含量为30％～80％；
所述石墨烯基硒复合材料的粒径为1～100μm；
所述硒包括活性材料硒单质。
5.根据权利要求1所述的应用，其特征在于，所述石墨烯基硒复合材料为用于锂硒电池的正极材料；
所述石墨烯基硒复合材料具有花瓣堆叠的结构；
所述金属硒化物/石墨烯复合材料中，二维片层金属硒化物分散的贴合在石墨烯片层上；
所述金属硒化物/石墨烯复合材料由原料经溶剂热再碳化后得到。
6.一种石墨烯基硒复合材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
1)将金属硒化物/石墨烯复合材料和硒粉研磨混合后，在真空条件下，经过热熔处理后，得到石墨烯基硒复合材料；
所述金属硒化物/石墨烯复合材料的制备方法包括以下步骤：
将金属盐、氧化石墨烯和混合溶剂混合后，加入硒和还原剂后，进行溶剂热反应，再经过碳化处理后，得到金属硒化物/石墨烯复合材料；
所述热熔处理的温度为240～280℃；
所述热熔处理的时间为12～24h；
所述金属硒化物包括VIB族过渡金属硒化物和/或后过渡金属硒化物。
7.根据权利要求6所述的制备方法，其特征在于，所述混合溶剂包括水和DMF；
所述溶剂热反应的温度为180～220℃；
所述溶剂热反应的时间为10～24h。
8.根据权利要求6所述的制备方法，其特征在于，所述碳化处理的温度为600～1100℃；
所述碳化处理的时间为1～4h。
9.一种锂硒电池，其特征在于，包括正极；
所述正极中包括正极材料；
所述正极材料包括权利要求1～5任意一项所述的石墨烯基硒复合材料或权利要求6～8任意一项所述的制备方法所制备的石墨烯基硒复合材料。
10.根据权利要求9所述的锂硒电池，其特征在于，所述锂硒电池还包括负极、隔膜和电解液；
所述负极包括锂片；
所述隔膜包括聚烯烃基隔膜；
所述正极还包括集流体、导电剂和粘结剂；
所述正极材料、导电剂和粘结剂形成混合浆料涂覆在所述集流体上；
所述导电剂包括导电碳、乙炔黑、石墨烯、碳纳米管和碳纳米纤维中的一种或多种；
所述导电剂的含量为10％～30％；
所述粘结剂包括油性粘结剂或水系粘结剂；
所述粘结剂的含量为5％～20％。
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| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
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| GR01 | Patent grant | ||
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