一种用于镁离子电池的三维多孔黑磷烯/石墨烯及其制备方法和应用技术

本发明专利技术公开了一种用于镁离子电池的三维多孔黑磷烯/石墨烯及其制备方法和应用，三维多孔黑磷烯/石墨烯以三维多孔的石墨烯为骨架，纳米黑磷烯均匀分布在石墨烯的表面；纳米黑磷烯表面带有正电荷，且通过正电荷与石墨烯间通过静电吸附作用稳定结合；纳米黑磷烯的片层厚度≤10nm，片层尺寸<500nm。本发明专利技术首次公开了一种用于镁离子电池的三维多孔黑磷烯/石墨烯，该三维多孔黑磷烯/石墨烯具有特殊的形貌，可作为镁离子电池负极材料使用，一方面具有优异的电化学性能，另一方面，也将镁离子电池从不能使用传统常规简单离子盐/有机电解液体系的困境中解放出来，为进一步开发高电压正极材料及提高镁离子电池的能量密度提供了可能。

【技术实现步骤摘要】
一种用于镁离子电池的三维多孔黑磷烯/石墨烯及其制备方法和应用
本专利技术涉及镁离子电池的
，尤其涉及一种用于镁离子电池的三维多孔黑磷烯/石墨烯及其制备方法和应用。
技术介绍
随着能源与环境问题的日益突出，发展新型可再生能源迫在眉睫，而高效持续稳定的新型储能技术对新型能源的开发利用具有重要意义。镁离子电池因镁资源丰富价格低廉，还原电势低(-2.37Vvs.SHE)，高体积比容量(3833mAhcm-3)，无枝晶形成安全性高等优势，在大型动力电池系统中具有良好的应用前景，正迅速成为一种很有前途的储能和转换技术。然而，金属镁负极易与传统电解液反应形成钝化膜，镁离子不能通过该钝化膜，使得镁离子的可逆沉积/溶解反应难以进行，阻碍了镁离子电池的发展。因此，开发其它材质的镁离子电池负极材料替代镁金属负极，对开发高电压正极材料和镁离子全电池具有重要意义。但是由于镁离子电荷密度大与电极材料有很强的库伦作用，镁离子在电极材料中的扩散缓慢，导致大多数负极材料的脱嵌镁离子并不理想，开发新电极材料、利用纳米技术、构筑复合材料等策略提高电极材料的电化学性能，本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于镁离子电池的三维多孔黑磷烯/石墨烯，其特征在于，所述三维多孔黑磷烯/石墨烯以三维多孔的石墨烯为骨架，纳米黑磷烯均匀分布在所述石墨烯的表面；/n所述纳米黑磷烯表面带有正电荷，且通过所述正电荷与所述石墨烯间通过静电吸附作用稳定结合；/n所述纳米黑磷烯的片层厚度≤10nm，片层尺寸<500nm。/n

【技术特征摘要】
1.一种用于镁离子电池的三维多孔黑磷烯/石墨烯，其特征在于，所述三维多孔黑磷烯/石墨烯以三维多孔的石墨烯为骨架，纳米黑磷烯均匀分布在所述石墨烯的表面；
所述纳米黑磷烯表面带有正电荷，且通过所述正电荷与所述石墨烯间通过静电吸附作用稳定结合；
所述纳米黑磷烯的片层厚度≤10nm，片层尺寸<500nm。


2.根据权利要求1所述的用于镁离子电池的三维多孔黑磷烯/石墨烯，其特征在于，所述三维多孔的石墨烯的片径尺寸为500nm～15μm。


3.根据权利要求1所述的用于镁离子电池的三维多孔黑磷烯/石墨烯，其特征在于，所述三维多孔黑磷烯/石墨烯中，纳米黑磷烯的质量含量为20～80％，石墨烯的质量含量为20～80％。


4.根据权利要求1～3任一权利要求所述的用于镁离子电池的三维多孔黑磷烯/石墨烯，其特征在于，所述纳米黑磷烯的片层厚度≤5nm，片层尺寸≤300nm。


5.一种根据权利要求1～4任一权利要求所述的三维多孔黑磷烯/石墨烯的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：
1)将黑磷晶体进行电化学插层处理，再经后处理得到插层处理的黑磷晶体；
2)将步骤1)制备的插层处理的黑磷晶体分散在带正电的有机电解质溶液中得到分散液，经超声粉碎、离心分离后取上层液，得到带正电的纳米黑磷烯分散液；
3)配制石墨烯分散液，再将步骤2)制备的所述带正电的纳米黑磷烯分散液与所述石墨烯分散液混合，经自组装后得到混合液；
4)将步骤3)制备的混合液经离心、洗涤、分散到去氧水中，再冷冻干燥得到所述三维多孔黑磷烯/石墨烯。


6.根据权利要求5所述的三维多孔黑磷烯/石墨烯的制备方法，其特征在于，步骤1)中：
所述电化学插层处理的电...

【专利技术属性】
技术研发人员：贾冬玲，
申请(专利权)人：上海健康医学院，
类型：发明
国别省市：上海;31