CN115207344A - 一种FexSey@CN复合材料的制备及其电化学储能应用 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及开发了一种纳米相FexSey@CN复合材料的制备方法及其在锂离子与钠离子电池中的应用，属于能源存储领域。FexSey包括FeSe2、Fe3Se4和Fe7Se8。此类复合材料制备分为有机杂化金属硒化物[Fe(Phen)2](Se4)的合成及其热处理两个步骤，操作简单且所得产物物相及形貌可控性高。FexSey@CN复合材料的外包覆碳层不但提高了材料的导电性，且可减缓FexSey在反应过程中的体积膨胀，从而加快电子在材料中的传输效率以及循环过程中的稳定性。该复合材料中掺杂的氮原子为钠离子的反应提供了额外的活性位点。该复合材料作为锂离子与钠离子电池负极材料表现出优异的倍率以及长循环稳定性。
Description
技术领域
本发明涉及开发了一种纳米相FexSey@CN复合材料的制备方法及其在锂离子与钠离子电池中的应用，属于能源存储领域。
背景技术
全球人口数量的增长造成了大量的能源消耗，能源危机已成为世界性难题。发展可持续性再生能源被认为是解决能源和环境问题最有效的途径。然而如风能、太阳能都具有间歇性的缺点，因此，高效的能源转换与存储设备的发展迫在眉睫。锂离子电池因其环境友好，能量密度高，循环寿命长、自放电小且没有记忆效应等特点，使得它在过去几十年一直是研究热点之一。然而，伴随着锂离子电池的使用越来越普及，锂资源短缺问题也日益凸显出来。钠与锂性质相似，而且具有地壳含量高，分布广泛和成本低廉的优点，使得钠离子电池成为有望替代锂离子电池的下一代储能设备。然而，钠离子的半径大且标准还原电位(-2.71V)相较于锂离子(-3.04V)更高，造成钠离子电池的化学反应动力学滞缓以及电极材料不稳定的缺点。这对其负极材料提出了更高的要求。传统锂离子电池负极材料如石墨已被广泛商业化，然而其理论比容量及能量密度低的固有缺点一直无法得到根本解决。传统二元相金属硫属化物由于理论比容量及能量密度高的优点，被认为是传统负极材料的替代品。然而随着对它逐步深入研究，其发展的问题也逐渐显露出来。首先，由于锂离子或钠离子参与电化学反应，导致该类负极材料产生严重的体积膨胀效应；其次，低的电导率和离子扩散系数也严重降低了该类负极材料的速率性能。
为解决这些问题，一方面可将材料与具有高电导率的导电基质结合在一起制备复合材料；另一方面，可通过设计合成具有多孔形貌或纳米结构等方式，控制金属硫属化物的形貌及尺寸，提高材料的比表面积以缓解在电池充放电循环时的体积变化，从而增强电化学性能。Wang等人通过热处理硝酸铁–PVP前体合成了3D多孔Fe3O4/C复合材料，随后通过硒化反应进一步将材料转变为3D多孔FeSe2/C复合材料。由于均匀分布的FeSe2纳米粒子与3D多孔碳骨架二者的协同作用，使得复合材料展现出优异的电化学性能。Wang等人利用Fe基MOF作为模板，设计了将FeSe2纳米颗粒嵌入到N掺杂石墨烯片(FeSe2/C@NGS)。FeSe2/C可以改善FeSe2的内部电导率，N掺杂石墨烯片不仅可以为FeSe2/C提供连续的导电通道，而且还可以作为FeSe2体积变化的缓冲空间，此复合材料作为锂离子电池负极时展现出了高比容量和优异的循环稳定性。Kong等人采用水热法将FeSe2纳米颗粒固定在还原氧化石墨烯上(FeSe2@rGO)，在作为锂/钠离子电池负极材料进行测试时，该复合材料展现出优异的电化学性能。虽然通过上述方法可以提高金属硫属化物的电化学性能，但是这些方法的实施过程比较复杂，且不易控制，严重阻碍了金属硫属化物的发展，迫切需要一种简单的方法来改变这一现状。
有机杂化金属硫属化物经过近几十年蓬勃发展，其合成工艺相对简单，结构丰富多样，具有优异的光、电、磁性质，在半导体光电、磁性、热电和非线性光学等领域都具有广泛的应用潜力。然而，其在电化学储能领域的应用相对较少。这主要是因为其结构处于亚稳态，在充放电循环过程中其结构易坍塌，并且其有机组分会导致该类材料导电性和能量密度降低等问题。为开发这类材料在电化学储能上的应用，我们通过热处理有机杂化金属硫属化物的方法，利用其亚稳相向稳相转变的热力学反应及有机组分碳化反应，制备出形貌和组分可控的碳氮与金属硫属化物的复合材料。我们期望通过简单的合成方法来制备出可用于电化学储能的金属硫属化物复合材料，并推动金属硫属化物作为锂钠离子电池负极材料的商业化发展。
发明内容
本发明解决的技术问题是：开发了一种纳米相FexSey@CN复合材料的制备方法，验证了该材料在锂离子和钠离子电池中优异的倍率及长循环性能。解决了传统二元相金属硫属化物在锂离子和钠离子电池中表现出的体积膨胀和导电性差的缺点。
为了解决上述技术问题，本发明提出的技术方案是：一种纳米相FexSey@CN复合材料的制备方法，以有机杂化金属硒化物[Fe(Phen)2](Se4)作为热处理的前驱体，通过在惰性气体气氛下热处理，利用在250-900℃温度范围内的结构重组及相变反应，合成具有氮掺杂碳层包覆的FexSey纳米棒复合材料，所述FexSey分别为FeSe2、Fe3Se4或Fe7Se8。
优选的，通过一步热处理有机杂化金属硒化物[Fe(Phen)2](Se4)制备FexSey@CN复合材料。
优选的，热处理温度分别为420℃、500℃或700℃，保温1h。
优选的，所述FexSey@CN为直径500-800nm的纳米棒状材料。
优选的，所述FexSey被氮原子掺杂的碳层包覆；FeSe2@CN纳米棒内部呈疏松状，Fe3Se4@CN与Fe7Se8@CN纳米棒表面出现孔洞。
为了解决上述技术问题，本发明提出的另一技术方案是：制备的纳米相FexSey@CN复合材料，具体为FeSe2@CN、Fe3Se4@CN或Fe7Se8@CN。
为了解决上述技术问题，本发明提出的另一技术方案是：该FexSey@CN复合材料可作为负极材料应用于锂离子和钠离子电池。
优选的，组装成扣式半电池，纳米相FexSey@CN复合材料可作为锂离子或钠离子电池的负极活性材料。
优选的，对于锂离子电池测试，参比电极为锂片，用溶解于EC：DEC：EMC＝1：1：1Vol％的LiPF6溶液为电解液的锂离子电池，其充放电电压窗口为0.01–3V。
优选的，对于钠离子电池测试，参比电极为钠片，用溶解于DIGLYME的NaCF3SO3溶液为电解液的钠离子电池，其充放电电压窗口为0.5–2.9V。
合成有机杂化金属硒化物[Fe(Phen)2](Se4)作为热处理的前驱体，通过在惰性气体气氛下热处理，利用不同温度条件下结构重组及相变反应，制备具有氮掺杂碳层包覆的FexSey纳米棒复合材料(FexSey@CN)。该FexSey纳米棒具有内部疏松或表面孔洞状结构，缩短了Li+/Na+的传输路径，提高了该材料的反应动力学。该材料表面包覆的碳层可有效缓解充放电过程中材料的体积膨胀，并提高其导电性。此外，氮原子的掺杂为锂钠离子的嵌入提供了额外的活性位点。该纳米相FexSey@CN复合材料作为锂/钠离子电池负极材料表现出优异的倍率及长循环稳定性。
所述[Fe(Phen)2](Se4)通过溶剂热合成。
所选热处理惰性气体为氮气，以10℃/min的升温速率分别升至420℃、500℃、700℃，保温1h，分别得到FeSe2@CN、Fe3Se4@CN、Fe7Se8@CN。
所述FexSey@CN为尺寸500-800nm左右的纳米棒复合材料。
组装成扣式半电池进行锂离子电池测试，FexSey@CN复合材料作为负极材料，参比电极为锂片，用溶解于EC：DEC：EMC＝1：1：1Vol％的LiPF6溶液为电解液，聚丙烯(PP)作为隔膜，在充满氩气的手套箱(水、氧含量<0.5ppm)中组装电池型号为2025的扣式半电池。其充放电电压窗口为0.01–3V。将组装好的锂离子电池在蓝电电池测试系统上进行恒流和倍率充放电测试。数据采集完成之后通过origin数据处理软件进行绘图，分析。
组装成扣式半电池进行钠离子电池测试，FexSey@CN复合材料作为负极材料，参比电极为钠片，用溶解于DIGLYME的NaCF3SO3溶液为电解液，玻璃纤维作为隔膜，在充满氩气的手套箱(水、氧含量<0.5ppm)中组装电池型号为2025的扣式半电池。其充放电电压窗口为0.5–2.9V。将组装好的钠离子电池在蓝电电池测试系统上进行恒流和倍率充放电测试。数据采集完成之后通过origin数据处理软件进行绘图，分析。
有益效果：
FexSey包括FeSe2、Fe3Se4和Fe7Se8。此类复合材料制备分为有机杂化金属硒化物[Fe(Phen)2](Se4)的合成及其热处理两个步骤，操作简单且所得产物物相及形貌可控性高。FexSey@CN复合材料是由氮原子掺杂碳层包覆的FexSey棒状材料(其中碳层与氮原子均来自有机组分邻菲罗啉)。由于FexSey具备纳米棒形貌，可大大缩短Li+/Na+的扩散路径，从而提高其电化学反应动力学，使得此类复合材料具有优异的倍率性能。此外，FexSey@CN复合材料的外包覆碳层不但提高了材料的导电性，而且可减缓FexSey在反应过程中的体积膨胀，从而加快电子在材料中的传输效率以及循环过程中的稳定性。该复合材料中掺杂的氮原子为钠离子的反应提供了额外的活性位点。因此，该复合材料作为锂离子与钠离子电池负极材料表现出优异的倍率以及长循环稳定性，展现出优异的实际应用潜力及发展前景。
通过合成有机杂化金属硒化物[Fe(Phen)2](Se4)作为热处理的前驱体，利用其亚稳相结构向稳相结构转变的热力学反应及有机组分碳化反应，实现碳氮包覆的FexSey@CN复合材料的制备。由于邻菲罗啉质量较轻且扩散速度较快，其经热处理碳化后的碳氮产物会包覆于FeSe2纳米棒的表面，并使得FeSe2纳米棒内部呈现疏松状。通过逐步提高热处理温度，FeSe2发生相变转化成Fe3Se4及Fe7Se8，并伴随着Se原子的流失，FeSe2@CN复合材料逐渐转变为具有表面孔洞结构的Fe3Se4@CN及Fe7Se8@CN复合材料。
在这三种复合材料中，FeSe2纳米棒的内部疏松结构以及Fe3Se4和Fe7Se8纳米棒的表面孔洞结构都增大了材料与电解液的接触面积，缩短了Li+/Na+的传输路径，从而提高了电化学反应动力学。其表面碳层不仅可以为材料提供优异的导电性能，而且还能缓解材料因大量Li+/Na+嵌入与脱出而产生的体积膨胀效应。此外，复合材料中掺杂的氮原子为Li+/Na+的吸附提供了额外的活性位点。当它们被用作锂离子电池负极材料时，在5A/g高的电流密度下，分别展现出了492.6、355.5及419.4mAh/g高的可逆容量，在1A/g的电流密度下，经历100个循环，容量依旧可以达到648.2、452.2以及612.9mAh/g，显示了优异的储锂性能。当被用作钠离子电池负极材料时，在10A/g超高的电流密度下，FeSe2@CN、Fe3Se4@CN、Fe7Se8@CN分别可以提供319.4、240.3、213.8mAh/g的高可逆容量。此外，在5A/g的高电流密度循环测试下，300个循环后亦分别可以达到370.3、326.9、293.2mAh/g高的放电容量。因此所制备的FexSey@CN在锂电与钠电中均表现出优异的倍率性能与长循环稳定性，具备良好的应用前景。
附图说明
下面结合附图对本发明作进一步说明。
图1为热处理过程示意图。
图2分别为FeSe2@CN-420、Fe3Se4@CN-500、Fe7Se8@CN-700的PXRD图谱。
图3为FexSey@CN的SEM图像。a为FeSe2@CN-420、b为Fe3Se4@CN-500、c为Fe7Se8@CN-700。
图4a-e为FeSe2@CN-420的TEM mapping图；f–i为FeSe2@CN-420的STEM图像以及元素含量分布图。
图5a为FeSe2@CN-420的HRTEM图像(显示了表面碳层石墨107晶面以及FeSe2 110晶面)；b为FeSe2@CN-420的选区衍射图像(显示了FeSe2 110,111,210,211衍射环)。
图6为FexSey@CN作为负极材料的储锂性能图；a为三种材料的倍率放电曲线；b为三种材料在1A/g的电流密度下的循环曲线图。
图7为FexSey@CN作为负极材料的储钠性能图；a为三种材料的倍率放电曲线；b为三种材料在5A/g的电流密度下的循环曲线图。
具体实施方式
实施例1
[Fe(Phen)2](Se4)的合成：称取FeCl3(1mmol，0.162g)、Phen·H2O(3mmol，0.594g)和Se粉(4mmol，0.316g)加入到50mL烧杯中，然后依次加入2mL去离子水和6mL二甲胺水溶液(40％in H2O)，搅拌使其混合均匀，转移至28mL的聚四氟乙烯反应釜内胆并封装在不锈钢反应釜中，放置在160℃的普通烘箱中反应5天。取出冷却至室温，用水和酒精反复超声洗涤、干燥，得到黑色块状晶体。
FeSe2@CN-420的制备：称取0.5g[Fe(Phen)2](Se4)黑色晶体放入磁舟中，并将磁舟置于管式炉的石英管中部，然后在氮气气氛下以10℃/min的升温速率，使化合物从室温加热到420℃，并在此温度下保持1小时。将产物自然冷却至室温，得到FeSe2@CN-420黑色粉末。
图2展示了FeSe2@CN-420样品的PXRD测试图，能够与FeSe2标准PDF卡片很好的匹配，证明所得产物为纯相FeSe2晶体结构；
图3a为FeSe2@CN-420样品的SEM图，呈现出了一个具有内部疏松结构、直径约为500nm左右的纳米棒，这种结构不仅可以增大材料与电解液的接触面积，而且还可以缓解在充放电过程中产生的体积变化，有利于电化学性能的提升；
图4a-e为样品FeSe2@CN-420的TEM mapping图，可以发现Fe、Se、C、N元素分布比较均匀。此外，由图4f–i样品FeSe2@CN-420的STEM图像以及元素含量分布图可以看到材料表面碳的含量远高于中间的含量，也证实了FeSe2纳米棒的表面是由碳层均匀包覆这一结果；
图5a为样品FeSe2@CN-420的HRTEM图像，可以发现材料由两种晶格间距分别0.265nm和0.368nm，这与石墨碳的(107)晶面与FeSe2的(110)晶面十分吻合，这说明了FeSe2纳米棒的表面是由碳层均匀包覆的。这层碳层不仅可以增加材料的导电性，加快离子/电子的运输及反应动力学，而且可以缓解材料循环过程中的体积膨胀，提高材料的电化学性能；图5b为样品FeSe2@CN-420的选区衍射图像，衍射斑点分别对应了FeSe2(110),(111),(210),(211)晶面的衍射环，这证实了FeSe2@CN-420中FeSe2为材料的纯相，不存在其他相态的铁硒化物；
负极极片制备：将FeSe2@CN-420黑色粉末置入研钵中，加入乙醇湿磨0.5小时。干燥后称取70mg已研磨的样品、20mg导电剂(SuperP)、10mg粘结剂(CMC)并加入1.5mL去离子水。在振动球磨机上球磨6小时，将混合均匀的浆料涂覆于铜箔上，制得负极极片。
锂离子电池组装测试：FeSe2@CN-420作为负极，参比电极为锂片，用溶解于EC：DEC：EMC＝1：1：1Vol％的LiPF6溶液为电解液，聚丙烯(PP)作为隔膜，在充满氩气的手套箱(水、氧含量<0.5ppm)中组装电池型号为2025的扣式半电池。其充放电电压窗口为0.01–3V。将组装好的锂离子电池在蓝电电池测试系统上进行倍率和恒流充放电测试。
数据采集完成之后通过origin数据处理软件进行绘图，分析。
图6a显示了样品FeSe2@CN-420倍率放电曲线，在0.1、0.2、0.5、1、2.5、5A/g的电流密度下，容量分别为694.5、702.5、707.1、681.5、591.9、492.6mAh/g，当电流密度返回到0.1A/g时，容量可以恢复且升高到853.6mAh/g，具有优异倍率性能；
图6b显示了样品FeSe2@CN-420在1A/g的电流密度下的循环曲线图，其在1A/g的电流密度下循环100圈，容量依旧可以保持在648.2mAh/g。
钠离子电池组装测试：FeSe2@CN-420作为负极，参比电极为钠片，用溶解于DIGLYME的NaCF3SO3溶液为电解液，玻璃纤维作为隔膜，在充满氩气的手套箱(水、氧含量<0.5ppm)中组装电池型号为2025的扣式半电池。其充放电电压窗口为0.5–2.9V。将组装好的钠离子电池在蓝电电池测试系统上进行倍率和恒流充放电测试。
数据采集完成之后通过origin数据处理软件进行绘图，分析。
图7a显示了样品FeSe2@CN-420倍率放电曲线，在0.05、0.1、0.5、1、2.5、5、10A/g的电流密度下，容量分别为321.0、339.6、350.7、360.7、352.1、339.9、319.4mAh/g，当返回到0.05A/g时，容量可以恢复且升高到376.8mAh/g；
图7b显示了样品FeSe2@CN-420在5A/g的电流密度下的循环曲线图，其在5A/g的电流密度下循环300圈，容量依旧可以保持在370.3mAh/g。
实施例2
Fe3Se4@CN-500的制备：称取0.5g[Fe(Phen)2](Se4)黑色晶体(步骤同实施例1)放入磁舟中，并将磁舟置于管式炉的石英管中部，然后在氮气气氛下以10℃/min的升温速率，使化合物从室温加热到500℃，并在此温度下保持1小时。将产物自然冷却至室温，得到Fe3Se4@CN-500黑色粉末。
图2展示了Fe3Se4@CN-500样品的PXRD测试图，能够与Fe3Se4标准PDF卡片很好的匹配，证明所得产物为纯相Fe3Se4晶体结构；
图3b为Fe3Se4@CN-500样品的SEM图，可以看出纳米棒的表面出现孔洞。
负极极片制备：将Fe3Se4@CN-500黑色粉末置入研钵中，加入乙醇湿磨0.5小时。干燥后称取70mg已研磨的样品、20mg导电剂(SuperP)、10mg粘结剂(CMC)并加入1.5mL去离子水。在振动球磨机上球磨6小时，将混合均匀的浆料涂覆于铜箔上，制得负极极片。
锂离子电池组装测试：Fe3Se4@CN-500作为负极，参比电极为锂片，用溶解于EC：DEC：EMC＝1：1：1Vol％的LiPF6溶液为电解液，聚丙烯(PP)作为隔膜，在充满氩气的手套箱(水、氧含量<0.5ppm)中组装电池型号为2025的扣式半电池。其充放电电压窗口为0.01–3V。将组装好的锂离子电池在蓝电电池测试系统上进行倍率和恒流充放电测试。
数据采集完成之后通过origin数据处理软件进行绘图，分析。
图6a显示了样品Fe3Se4@CN-500倍率放电曲线，在0.1、0.2、0.5、1、2.5、5A/g的电流密度下，容量分别为654.0、661.9、627.0、589.4、487.9、355.5mAh/g，当电流密度返回到0.1A/g时，容量可以恢复且升高到790.8mAh/g；
图6b显示了样品Fe3Se4@CN-500在1A/g的电流密度下的循环曲线图，其在1A/g的电流密度下循环100圈，容量依旧可以保持在452.2mAh/g。
钠离子电池组装测试：Fe3Se4@CN-500作为负极，参比电极为钠片，用溶解于DIGLYME的NaCF3SO3溶液为电解液，玻璃纤维作为隔膜，在充满氩气的手套箱(水、氧含量<0.5ppm)中组装电池型号为2025的扣式半电池。其充放电电压窗口为0.5–2.9V。将组装好的钠离子电池在蓝电电池测试系统上进行倍率和恒流充放电测试。
数据采集完成之后通过origin数据处理软件进行绘图，分析。
图7a显示了样品Fe3Se4@CN-500倍率放电曲线，在0.05、0.1、0.5、1、2.5、5、10A/g的电流密度下，容量分别为331.5、326.7、310.7、301.4、282.6、261.2、240.3mAh/g，当返回到0.05A/g时，容量可以恢复且升高到347.9mAh/g；
图7b显示了样品Fe3Se4@CN-500在5A/g的电流密度下的循环曲线图，其在5A/g的电流密度下循环300圈，容量依旧可以保持在326.9mAh/g。
实施例3
Fe7Se8@CN-700的制备：取0.5g[Fe(Phen)2](Se4)黑色晶体(步骤同实施例1)放入磁舟中，并将磁舟置于管式炉的石英管中部，然后在氮气气氛下以10℃/min的升温速率，使化合物从室温加热到700℃，并在此温度下保持1小时。将产物自然冷却至室温，得到Fe7Se8@CN-700黑色粉末。
图2展示了Fe7Se8@CN-700样品的PXRD测试图，能够与Fe7Se8标准PDF卡片很好的匹配，证明所得产物为纯相Fe7Se8晶体结构；
图3c为Fe7Se8@CN-700样品的SEM图，可以看出纳米棒的表面的孔洞逐渐加深，且棒与棒之间出现相互溶解的趋势。
负极极片制备：将Fe7Se8@CN-700黑色粉末置入研钵中，加入乙醇湿磨0.5小时。干燥后称取70mg已研磨的样品、20mg导电剂(SuperP)、10mg粘结剂(CMC)并加入1.5mL去离子水。在振动球磨机上球磨6小时，将混合均匀的浆料涂覆于铜箔上，制得负极极片。
锂离子电池组装测试：Fe7Se8@CN-700作为负极，参比电极为锂片，用溶解于EC：DEC：EMC＝1：1：1Vol％的LiPF6溶液为电解液，聚丙烯(PP)作为隔膜，在充满氩气的手套箱(水、氧含量<0.5ppm)中组装电池型号为2025的扣式半电池。其充放电电压窗口为0.01–3V。将组装好的锂离子电池在蓝电电池测试系统上进行倍率和恒流充放电测试。
数据采集完成之后通过origin数据处理软件进行绘图，分析。
图6a显示了样品Fe7Se8@CN-700倍率放电曲线，在0.1、0.2、0.5、1、2.5、5A/g的电流密度下，容量分别为672.1、663.6、661.3、626.7、537.1、419.4mAh/g，当电流密度返回到0.1A/g时，容量可以恢复且升高到857.6mAh/g；
图6b显示了样品Fe7Se8@CN-700在1A/g的电流密度下的循环曲线图，其在1A/g的电流密度下循环100圈，容量依旧可以保持在612.9mAh/g。
钠离子电池组装测试：Fe7Se8@CN-700作为负极，参比电极为钠片，用溶解于DIGLYME的NaCF3SO3溶液为电解液，玻璃纤维作为隔膜，在充满氩气的手套箱(水、氧含量<0.5ppm)中组装电池型号为2025的扣式半电池。其充放电电压窗口为0.5–2.9V。将组装好的钠离子电池在蓝电电池测试系统上进行倍率和恒流充放电测试。
数据采集完成之后通过origin数据处理软件进行绘图，分析。
图7a显示了样品Fe7Se8@CN-700倍率放电曲线，在0.05、0.1、0.5、1、2.5、5、10A/g的电流密度下，容量分别为335.0、307.3、290.2、283.0、253.0、240.3、213.8mAh/g，当返回到0.05A/g时，容量可以恢复且升高到337.5mAh/g；
图7b显示了样品Fe7Se8@CN-700在5A/g的电流密度下的循环曲线图，其在5A/g的电流密度下循环300圈，容量依旧可以保持在293.2mAh/g。
本发明不局限于上述实施例所述的具体技术方案，凡采用等同替换形成的技术方案均为本发明要求的保护范围。
Claims (10)
1.一种纳米相FexSey@CN复合材料的制备方法，其特征在于：以有机杂化金属硒化物[Fe(Phen)2](Se4)作为热处理的前驱体，通过在惰性气体气氛下热处理，利用在250-900℃温度范围内的结构重组及相变反应，合成具有氮掺杂碳层包覆的FexSey纳米棒复合材料，所述FexSey分别为FeSe2、Fe3Se4或Fe7Se8。
2.根据权利要求1所述的纳米相FexSey@CN复合材料的制备方法，其特征在于：通过一步热处理有机杂化金属硒化物[Fe(Phen)2](Se4)制备FexSey@CN复合材料。
3.根据权利要求1所述的纳米相FexSey@CN复合材料的制备方法，其特征在于：热处理温度分别为420℃、500℃或700℃，保温1h。
4.根据权利要求1所述的纳米相FexSey@CN复合材料的制备方法，其特征在于：所述FexSey@CN为直径500-800nm的纳米棒状材料。
5.根据权利要求1所述的纳米相FexSey@CN复合材料的制备方法，其特征在于：所述FexSey被氮原子掺杂的碳层包覆；FeSe2@CN纳米棒内部呈疏松状，Fe3Se4@CN与Fe7Se8@CN纳米棒表面出现孔洞。
6.根据权利要求1-5任一制备方法制备的纳米相FexSey@CN复合材料，其特征在于：具体为FeSe2@CN、Fe3Se4@CN或Fe7Se8@CN。
7.根据权利要求6所述纳米相FexSey@CN复合材料的应用，其特征在于：该FexSey@CN复合材料可作为负极材料应用于锂离子和钠离子电池。
8.根据权利要求7所述纳米相FexSey@CN复合材料的应用，其特征在于：组装成扣式半电池，纳米相FexSey@CN复合材料可作为锂离子或钠离子电池的负极活性材料。
9.根据权利要求8所述纳米相FexSey@CN复合材料的及应用，其特征在于：对于锂离子电池测试，参比电极为锂片，用溶解于EC：DEC：EMC＝1：1：1Vol％的LiPF6溶液为电解液的锂离子电池，其充放电电压窗口为0.01–3V。
10.根据权利要求8所述纳米相FexSey@CN复合材料的及应用，其特征在于：对于钠离子电池测试，参比电极为钠片，用溶解于DIGLYME的NaCF3SO3溶液为电解液的钠离子电池，其充放电电压窗口为0.5–2.9V。
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