【技术实现步骤摘要】
用作锂/钠离子电池负极材料的超薄硫化锑纳米片的制备方法
本专利技术涉及通过可量产的化学剥离法来制备多层二维硫化锑纳米片。除此之外，本专利技术也涉及将所制备的二维硫化锑纳米片用作可充电锂/钠离子电池的负极材料。
技术介绍
近年来，人类社会对电动汽车、便携式电子设备和无人驾驶飞行器日益增长的需求推动了其对具有长循环稳定性、高能量/功率密度、低成本效益和可持续特性的能量存储系统的深入研究。其中，锂离子电池已经在电池市场中占据了重要的位置。在过去几十年中，由于锂离子电池较高的能量密度、优异的循环寿命和相对低的自放电率使其在多种能量存储装置中受到了广泛研究。然而，由于地壳中有限的锂资源和近年来锂盐原材料价格的急剧上涨，锂离子电池的进一步应用受到了严重阻碍。钠与锂具有类似的电化学特性，同时也是地壳中第六丰富的化学元素且均匀分布在世界各地，这使得低成本的钠离子电池成为极具吸引力的替代品，其可应用于包括可再生能源集成和电网在内的大规模能量存储系统中。为了加速锂离子和钠离子电池的应用，开发具有精细结构和良好电化学性质的双功能电极材料是...
【技术保护点】
1.一种制备二维纳米片的方法，该方法包括：/n提供块状前驱体；/n在存在溶剂的情况下，进行使锂原子嵌入所述块状前驱体的颗粒的范德华力键合的夹层中的溶剂热嵌入反应，从而形成锂嵌入后的块状化合物；/n对所述锂嵌入后的块状化合物进行超声处理，从而将所述锂嵌入后的块状化合物剥离成二维纳米片；/n进行离心处理以分离出经剥离的二维纳米片，然后洗涤所述经剥离的二维纳米片；/n对经过分离和洗涤的二维纳米片进行冷冻干燥；以及/n在冷冻干燥后收集所述二维纳米片，/n其中：a)所述块状前驱体是硫化锑块状前驱体，所收集的二维纳米片是硫化锑二维纳米片；b)所述块状前驱体是硒化锑块状前驱体，所收集的二...
【技术特征摘要】 【专利技术属性】
20180727 US 62/764,2941.一种制备二维纳米片的方法，该方法包括：
提供块状前驱体；
在存在溶剂的情况下，进行使锂原子嵌入所述块状前驱体的颗粒的范德华力键合的夹层中的溶剂热嵌入反应，从而形成锂嵌入后的块状化合物；
对所述锂嵌入后的块状化合物进行超声处理，从而将所述锂嵌入后的块状化合物剥离成二维纳米片；
进行离心处理以分离出经剥离的二维纳米片，然后洗涤所述经剥离的二维纳米片；
对经过分离和洗涤的二维纳米片进行冷冻干燥；以及
在冷冻干燥后收集所述二维纳米片，
其中：a)所述块状前驱体是硫化锑块状前驱体，所收集的二维纳米片是硫化锑二维纳米片；b)所述块状前驱体是硒化锑块状前驱体，所收集的二维纳米片是硒化锑二维纳米片；c)所述块状前驱体是硫化铋块状前驱体，所收集的二维纳米片是硫化铋二维纳米片；或者d)所述块状前驱体是碲化锑块状前驱体，所收集的二维纳米片是碲化锑二维纳米片。
2.根据权利要求1所述的方法，其中所述块状前驱体是硫化锑块状前驱体，所收集的二维纳米片是硫化锑二维纳米片。
3.根据权利要求2所述的方法，其中所述对经过分离和洗涤的二维纳米片进行冷冻干燥包括将所述经过分离和洗涤的二维纳米片冷冻干燥成包含所述二维纳米片的二维纳米片粉末，并且
其中所述在冷冻干燥后收集所述二维纳米片包括在冷冻干燥后收集所述二维纳米片粉末。
4.根据权利要求2所述的方法，其中所述溶剂是苯甲醇。
5.根据权利要求2所述的方法，其中所述超声处理是温和水浴超声处理，包括在去离子水和N-甲基-2-吡咯烷酮的混合溶液中的超声处理。
6.根据权利要求2所述的方法，其中洗涤所述经剥离的二维纳米片包括用稀释的盐酸和去离子水多次洗涤所述经剥离的二维纳米片。
7.根据权利要求2所述的方法，其中所收集的二维纳米片各自的厚度小于5nm。
8.根据权利要求2所述的方法，其中所述对经过分离和洗涤的二维纳米片进行冷冻干燥包括将所述经过分离和洗涤的二维纳米片冷冻干燥成包含所述二维纳米片的二维纳米片粉末，
其中所述在冷冻干燥后收集所述二维纳米片包括在冷冻干燥后收集所述二维纳米片粉末，
其中所述溶剂是苯甲醇，
其中所述超声处理是温和水浴超声处理，包括在去离子水和N-甲基-2-吡咯烷酮的混合溶液中的超声处理，
其中洗涤所述经剥离的二维纳米片包括用稀释的盐酸和去离子水多次洗涤所述经剥离的二维纳米片，并且
其中所收集的二维纳米片各自的厚度小于5nm。
9.根据权利要求1所述的方法，其中所述对经过分离和洗涤的二维纳米片进行冷冻干燥包括将所述经过分离和洗涤的二维纳米片冷冻干燥成包含所述二维纳米片的二维纳米片粉末，并且
其中所述在冷冻干燥后收集所述二维纳米片包括在冷冻干燥后收集所述二维纳米片粉末。
10.根据权利要求1所述的方法，其中所述溶剂是苯甲醇。
11.根据权利要求1所述的方法，其中所述超声处理是温和水浴超声处理，包括在去离子水和N-甲基-2-吡咯烷酮的混合溶液中的超声处理。
12.根据权利要求1所述的方法，其中洗涤所述经剥离的二维纳米片包括用稀释的盐酸和去离子水多次洗涤所述经剥离的二维纳米片。
13.根据权利要求1所述的方法，其中所收集的二维纳米片各自的厚度小于5nm。
14.根据权利要求1所述的方法，其中所述对经过分离和洗涤的二维纳米片进行冷冻干燥包括将所述经过分离和洗涤的二维纳米片冷冻干燥成包含所述二维纳米片的二维纳米片粉末，
其中所述在冷冻干燥后收集所述二维纳米片包括在冷冻干燥后收集所述二维纳米片粉末，
其中所述溶剂是苯甲醇，
其中所述超声处理是温和水浴超声处理，包括在去离子水和N-甲基-2-吡咯烷酮的混合溶液中的超声处理，
其中洗涤所述经剥离的二维纳米片包括用稀释的盐酸和去离子水多次洗涤所述经剥离的二维纳米片，并且
其中所收集的二维纳米片各自的厚度小于5nm。
15.一种制备含有二维纳米片的电池负极的方法，该方法包括：
提供块状前驱体；
技术研发人员：金章教，姚姗姗，崔江，
申请(专利权)人：香港科技大学，
类型：发明
国别省市：中国香港;81
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