一种Mxene柔性自支撑锂空电池正极材料、Mxene柔性复合膜及其制备方法技术

本发明专利技术公开了一种Mxene柔性自支撑锂空电池正极材料、Mxene柔性复合膜及其制备方法。该方法包括：通过氢氟酸或氟盐‑盐酸混合液对MAX相陶瓷材料刻蚀、超声剥离、真空抽滤，得到Mxene柔性自支撑锂空电池正极；将制备的Mxene柔性电极进一步插层处理，得到CNT插层的Mxene/CNT复合柔性电极(Mxene柔性复合膜)。本发明专利技术制备的柔性电极具有独特二维层状结构，比表面积大，电子电导率高，电化学稳定性高，可为氧气的流通和电解液的传输提供通道；经过CNT插层处理后的复合电极有效减小Mxene材料的堆叠，为放电产物提供足够储存空间。在锂空电池中有广阔的应用前景。

【技术实现步骤摘要】
一种Mxene柔性自支撑锂空电池正极材料、Mxene柔性复合膜及其制备方法
本专利技术属于电池电极材料
，具体涉及一种Mxene柔性自支撑锂空电池正极材料、Mxene柔性复合膜及其制备方法。
技术介绍
随着化石能源消耗的日益加剧，对新型清洁能源的研究迫在眉睫。电化学能源由于比能量高、循环寿命长、能量转换效率高、无污染等优点，在新能源中脱颖而出。其中，锂空气电池具有超高理论比能量密度5210Whkg-1(考虑氧气质量)或11400Whkg-1(不考虑氧气)，是传统锂离子二次电池的5～10倍，有望代替汽油成为新一代动力能源。然而，在放电过程中，锂离子从阳极迁移到正极，并与正极中的氧气反应产生固体放电产物Li2O2。不溶性的Li2O2会积聚在正极表面或孔隙之中，阻碍氧气和锂离子进一步运输，同时造成正极活性反应位点减少，导致过电位持续升高、副反应加剧，进而大幅降低电池寿命。锂空电池正极材料是影响电池性能的首要因素，因此设计比表面积大、具有足够的反应物扩散通道的空气正极至关重要。为解决以上问题，目前锂空电池正极材料主要采用比表面积大本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种Mxene柔性自支撑锂空电池正极材料的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：/n(1)将MAX相陶瓷材料浸泡在酸性液体中进行刻蚀，洗涤，得到多层Mxene粉末材料；/n(2)将步骤(1)所述多层Mxene粉末材料加入水中，超声剥离处理，离心取上清液，得到Mxene分散液；/n(3)将步骤(2)所述Mxene分散液抽滤，取滤渣，干燥，得到Mxene柔性自支撑电极。/n

【技术特征摘要】
1.一种Mxene柔性自支撑锂空电池正极材料的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：
(1)将MAX相陶瓷材料浸泡在酸性液体中进行刻蚀，洗涤，得到多层Mxene粉末材料；
(2)将步骤(1)所述多层Mxene粉末材料加入水中，超声剥离处理，离心取上清液，得到Mxene分散液；
(3)将步骤(2)所述Mxene分散液抽滤，取滤渣，干燥，得到Mxene柔性自支撑电极。


2.根据权利要求1所述的Mxene柔性自支撑锂空电池正极材料的制备方法，其特征在于，步骤(1)所述MAX相陶瓷材料为Ti2AlC、Ti2AlN、V2AlC、Nb2AlC、Ta2AlC、Cr2AlC、Ti3AlC2、Ti3SiC2、Ti3AlCN、Mo2Ga2C、Mo2Ti2AlC3、Mo2TiAlC2、Nb4AlC3中的至少一种；所述酸性液体为氢氟酸或氟盐-盐酸混合液；所述氢氟酸的质量百分比浓度为40％-50％；所述氟盐-盐酸混合液为氟盐与盐酸混合均匀得到液体，所述氟盐为氟化锂、氟化钠、氟化钾中的至少一种，所述盐酸的浓度为11-12molL-1；在所述氟盐-盐酸混合液中，氟盐在混合液中的浓度为11-12molL-1。


3.根据权利要求1所述的Mxene柔性自支撑锂空电池正极材料的制备方法，其特征在于，步骤(1)所述刻蚀的时间为24h-36h，刻蚀的温度为35℃-40℃。


4.根据权利要求1所述的Mxene柔性自支撑锂空电池正极材料的制备方法，其特征在于，步骤(2)所述超声剥离处理的时间为30-60min；步骤(2)所述多层Mxene粉末材料与水的质量体积比为0.05-0.1：1g/mL；步骤(2)所述离心的转速为3000-3500rpm，离心的时间为30-60min。


5.根据权利要求1所述的Mxene柔性自支撑锂空电池正极材料的制备方法，其特征在于，步骤(3)所述抽滤使用的滤膜孔径大小为0.1μm-0.45μm。


6.一种由权利要求1-5任一项所述的制备方法制得的Mxene柔...

【专利技术属性】
技术研发人员：宋慧宇，李芳，郑广丽，杜丽，崔志明，
申请(专利权)人：华南理工大学，
类型：发明
国别省市：广东;44