1.一种金属单原子掺杂C/Se复合正极材料的制备方法,其特征在于,包括以下步骤:
(1)将待掺杂的目标单原子金属和金属氧化物基体研磨混合混匀,在保护气氛下进行煅烧,降温冷却制备得到含目标掺杂金属的金属氧化物基体材料;
(2)在表面活性剂的作用下将含目标掺杂金属的金属氧化物基体材料分散在溶剂中,搅拌、离心、干燥后得到干燥基体材料;取一定量的干燥基体材料分散在溶剂中并标记为A,将有机配体分散在溶剂中并标记为B,将B快速加入A中,混合搅拌后静置陈化,将所得产物离心、洗涤、干燥得到粉末;将粉末在保护气氛下进行二次煅烧,冷却至室温后得到黑色粉末;
(3)将步骤(2)得到的黑色粉末进行化学刻蚀以移除金属氧化物基体,然后离心、洗涤并干燥;
(4)将步骤(3)得到的产物在保护气氛下进行碳化裂解得到金属单原子掺杂碳材料;
(5)将硒粉与金属单原子掺杂碳材料混合均匀后进行低温热处理,即得到金属单原子掺杂C/Se复合正极材料。
2.根据权利要求1所述的一种金属单原子掺杂C/Se复合正极材料的制备方法,其特征在于,步骤(1)中,所述待掺杂的目标单原子金属源于三乙酰丙酮铁、六水合硝酸钴、六水合硝酸镍中的一种;金属氧化物基体为九水合硝酸铁、六水合硝酸锌、硝酸铜水合物、无水醋酸锌中的一种;所述待掺杂的目标单原子金属与金属氧化物基体之间的摩尔比为1:(5‑
25)。
3.根据权利要求1或2所述的一种金属单原子掺杂C/Se复合正极材料的制备方法,其特征在于,步骤(1)中,在保护气氛下进行煅烧的温度为300‑400℃,恒温时长为40‑80min;降温速率为5~15℃/min。
4.根据权利要求1或2所述的一种金属单原子掺杂C/Se复合正极材料的制备方法,其特征在于,步骤(2)中,有机配体为1,3,5‑均苯三甲酸或2‑甲基咪唑,有机配体与干燥基体材料之间的质量比为(14‑18):1;B的浓度为0.2‑0.8moL/L;所述表面活性剂与含目标掺杂金属的金属氧化物基体材料的质量比为1:(1‑10)。
5.根据权利要求1或2所述的一种金属单原子掺杂C/Se复合正极材料的制备方法,其特征在于,步骤(2)中,所述溶剂为甲醇或去离子水,分散方式为磁力搅拌、超声中的一种或两种;混合搅拌时间为5‑30min,静置陈化1min以上;所述二次煅烧温度为500‑700℃,时间为
2‑8h。
6.根据权利要求1或2所述的一种金属单原子掺杂C/Se复合正极材料的制备方法,其特征在于,步骤(3)中,刻蚀所用溶液为稀盐酸、稀硫酸或稀硝酸,浓度均为5‑30wt%,刻蚀时长为12‑24h。
7.根据权利要求1或2所述的一种金属单原子掺杂C/Se复合正极材料的制备方法,其特征在于,步骤(4)中,碳化裂解温度至少达到600℃,时间为2‑8h。
8.根据权利要求1或2所述的一种金属单原子掺杂C/Se复合正极材料的制备方法,其特征在于,步骤(1)、步骤(2)和步骤(4)中所述保护气氛均为氩气、氮气或氦气;步骤(5)中,硒粉与金属单原子掺杂碳材料混合的质量比为1:(2‑5);低温热处理工艺为:保护气氛下,从室温升温至100‑500℃,恒温12‑16h,然后连续升温至350‑400℃,恒温2‑6h,升温速率为1‑
10℃/min,随后自然冷却至室温;所述保护气氛为氩气、氮气或氦气。
9.一种金属单原子掺杂C/Se复合正极材料,其特征在于,由权利要求1‑8中任一项所述的制备方法制备得到。
10.权利要求9所述的一种金属单原子掺杂C/Se复合正极材料作为锂硒电池的正极的应用,具体应该过程为:将由权利要求9所述的金属单原子掺杂C/Se复合正极材料与超导碳黑和聚偏氟乙烯在N‑甲基吡咯烷酮中均匀混合研磨成浆料,并涂覆在作为集流体的铜箔上,烘干后冲切制备得到电极片,将电极片组装成扣式电池,以金属锂为对电极和参比电极。