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【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及锂电池,特别涉及一种锂离子电池负极材料的制备方法。
技术介绍
1、由于当今世界的能源需求和化石燃料的快速枯竭,对高效储能和转换系统的需求广泛增长。锂离子电池(libs)由于其高能量密度、长循环寿命和环境效益,在各种储能设备中取得了巨大的成功,但对能源需求的急剧增长促使人们探索具有更高能量密度的下一代libs。也为了实现高比容量的锂离子电池,其中石墨类的负极材料也是应用广泛,来源广泛、经济性好等方面具有较大的优势。由于目前商用石墨碳负极材料受到理论容量低(372mah g-1),无法满足高比容量锂离子电池的需求。开发了各种先进的负极材料。在这些候选材料中,硅类最具潜力,因为其超高的理论比容量(4200mah g-1)、储量丰富和低工作电压,价格便宜,是一种非常有潜力的锂离子电池负极材料材料。然而,在锂化/脱化过程中,硅体积变化大,固体电解质界面(sei)层不稳定,电导率低,导致容量快速衰落、不可逆容量大、较差的速率性能。
2、金属有机框架(mofs)具有丰富的储能活性位点、良好的结构稳定性和较短的离子迁移通道,具有出色的电化学离子存储性能。它们的支架形体积填充有序结构可以提供大的单位质量/体积比表面积,具有定制设计的孔隙空间。这有助于最大化存储的能量密度;还可以促进离子传输,从而增加功率密度。
3、mxene材料通常由max相刻蚀后获得,蚀刻后的mxene材料比表面积增大,可供li+附着的活性位点增多;其优良的导电性加速了电子的转移,同时,它的li+扩散势垒比石墨烯低,li+输运速度更快,充放
4、因此,制作一种工艺简单、循环性能与倍率的充放电性能好,对于恒流的充电放电效率高且稳定,阻抗也较低能提高锂离子的传输速度,而且相对于制作过程中可以降低成本的锂离子电池负极材料材料的制备方法是在该领域也是一个技术难题。
技术实现思路
1、本专利技术的目的是提供一种锂离子电池负极材料的制备方法,以解决现有的锂电池负极具有的电导率低,导致容量快速衰落、不可逆容量大、较差的速率性能的问题。
2、本专利技术提供了一种锂离子电池负极材料的制备方法,所述方法包括:
3、制备mxene材料和coni-mof;
4、将所述mxene材料和所述coni-mof合成锂离子电池负极材料。
5、进一步地,所述mxene材料的制备方法包括:
6、s11,将3ml去离子水、1mlhf和5mlhcl加入到聚四氟乙烯高压釜中,与1g400目的ti3alc2粉末混合,油浴锅里磁力搅拌15~24h后;
7、s12,使用去离子水3500~4000rpm离心1~5分钟洗涤至ph≥6;
8、s13,将1.5的licl粉末加入到装有25ml去离子水的烧杯中溶解;
9、s14,将s12离心后的沉淀分散在s13的licl溶液中,倒入到50ml的圆底烧瓶,磁力搅拌2~6h;
10、s15,使用去离子水3500~4000rpm离心5分钟洗涤2~3次后,将上清液倒掉,再使用3500~4000rpm离心5分钟开始收集,收集5~8次均匀分层的ti3c2tx悬浮液。
11、进一步地,所述coni-mof的制备方法包括:
12、s21,将co(oac)2·4h2o、ni(oac)2·4h2o、2,3,6,7,10,11-六羟基三亚苯基苯和h2o混合,所述co(oac)2·4h2o、ni(oac)2·4h2o、2,3,6,7,10,11-六羟基三亚苯基苯和h2o物质的量之比为1:1:1:0.4,超声至分散;
13、s22,将s21中超声分散后的混合溶液放入玻璃瓶中,随后将玻璃瓶放入烘箱中加热,然后自然冷却至室温;
14、s23,通过抽滤得到固体后,分别用去离子水和乙醇洗涤,并在真空干燥箱加热干燥过夜,最后制得所述coni-mof。
15、进一步地,所述将所述mxene材料和所述coni-mof合成锂离子电池负极材料的步骤包括:
16、s31,将co(oac)2·4h2o、ni(oac)2·4h2o、ti3c2tx和h2o混合所述co(oac)2·4h2o、ni(oac)2·4h2o、ti3c2tx和h2o质量之比为1:1:0.25:0.4,超声至分散;
17、s32,将2,3,6,7,10,11-六羟基三亚苯基苯和4~6mlh2o混合,所述2,3,6,7,10,11-六羟基三亚苯基苯和h2o的质量比为7:2,超声至分散;
18、s33,将s31和s32中超声分散后的分散液共同放入玻璃瓶中,随后将玻璃瓶放入烘箱中加热,然后自然冷却至室温;
19、s34,通过抽滤得到固体后,分别用去离子水和乙醇洗涤,并在真空干燥箱加热干燥过夜,最后制得锂电池负极材料。
20、进一步地,s11中,油浴锅温度41~45℃和搅拌转速500~600rpm。
21、进一步地,s14中,室温搅拌条件为500~600rpm。
22、本专利技术与现有技术相比,具体以下优点及有益效果:
23、1、金属有机框架(mofs)具有丰富的储能活性位点、良好的结构稳定性和较短的离子迁移通道,具有出色的电化学离子存储性能,它们的支架形体积填充有序结构可以提供大的单位质量/体积比表面积,具有定制设计的孔隙空间,这有助于最大化存储的能量密度;它还可以促进离子传输,从而增加功率密度。
24、2、将mxene材料与coni-mof材料复合,提升了mof材料的电极性能,其多级孔结构大大降低了锂离子在coni-mof中的扩散势垒,提高了锂离子和电子在电极间的传输效率;coni-mof嵌入在mxene片层间起到防止mxene材料片层发生堆叠的作用,保证了其层状结构的稳定性,大大提高了电极材料的循环性能,coni-mof及mxene材料复合后,大大提高了复合材料的电化学性能。
25、3、本申请得到的锂离子电池负极材料可用作锂离子电池负极材料,提高电池的循环稳定性和循环寿命;将其作为锂离子电池负极材料时,缩短锂离子传输路径、提高材料导电性;使得制备的锂离子电池具有稳定性高、循环寿命长、倍率性能、制备工艺简单,原料廉价易得,成本低,环境有好等优点,能有效满足高能量密度锂离子电池的实际应用需求。
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1.一种锂离子电池负极材料的制备方法,其特征在于,所述方法包括:
2.根据权利要求1所述的锂离子电池负极材料的制备方法,其特征在于,所述MXene材料的制备方法包括:
3.根据权利要求1所述的锂离子电池负极材料的制备方法,其特征在于,所述CoNi-MOF的制备方法包括:
4.根据权利要求1所述的锂离子电池负极材料的制备方法,其特征在于,所述将所述MXene材料和所述CoNi-MOF合成锂离子电池负极材料的步骤包括:
5.根据权利要求2所述的锂离子电池负极材料的制备方法,其特征在于,S11中,油浴锅温度41~45℃和搅拌转速500~600rpm。
6.根据权利要求2所述的锂离子电池负极材料的制备方法,其特征在于,S14中,室温搅拌条件为500~600rpm。
【技术特征摘要】
1.一种锂离子电池负极材料的制备方法,其特征在于,所述方法包括:
2.根据权利要求1所述的锂离子电池负极材料的制备方法,其特征在于,所述mxene材料的制备方法包括:
3.根据权利要求1所述的锂离子电池负极材料的制备方法,其特征在于,所述coni-mof的制备方法包括:
4.根据权利要求1所述的锂离子电池负极材料的制备方法,...
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