锂离子电池柔性MXene硅基负极材料及其制备方法技术

本发明专利技术属于锂离子电池技术领域，具体为锂离子电池柔性MXene硅基负极材料及其制备方法，包括三维骨架、二维层状材料和活性物质按照配方具体搭配比例，有效缓解了硅基负极在锂离子电池中的问题并提升了电池的循环寿命以及具有优异的电化学性能，同时解决硅负极在充放电过程中体积膨胀以及碎化问题。放电过程中体积膨胀以及碎化问题。放电过程中体积膨胀以及碎化问题。

【技术实现步骤摘要】
锂离子电池柔性MXene硅基负极材料及其制备方法


[0001]本专利技术涉及锂离子电池
，具体为锂离子电池柔性MXene硅基负极材料及其制备方法。

技术介绍

[0002]锂离子电池是一种绿色环保的化学电源，与传统的电池相比，锂离子电池具有高能量密度、长寿命、绿色环保等优点。自锂离子电池商用以来，随着便携电子设备的发展、能源汽车的市场需求以及小型化便携设备的需求增大，实际中对锂离子电池性能要求越来越高
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高能量密度、高安全性的同时还强调小型化以及柔性化。
[0003]目前市场商用化的锂离子电池负极材料通常使用碳基材料。碳基材料一般包括人造石墨或者天然石墨。碳基材料具有较大的孔隙率、比表面积以及电化学稳定性，使得锂离子电池具有较高的循环寿命，以及较大的能量密度相比于传统铬镍等电池而言。随着对锂离子电池性能要求的提高，石墨具有372mAh g
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1的理论比容量，已经不能满足于锂离子市场需求。为了解决石墨基锂离子负极较低的比容量问题，研究人员提出了多种解决方案。其中碳基复合材料是目前研究较多的领域。碳与本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.锂离子电池柔性MXene硅基负极材料，其特征在于：包括三维骨架、二维层状材料和活性物质按照配方具体搭配比例，有效缓解了硅基负极在锂离子电池中的问题并提升了电池的循环寿命以及具有优异的电化学性能，同时解决硅负极在充放电过程中体积膨胀以及碎化问题；其中，活性物质含量占比为28.5％，三维骨架材料为纳米纤维，二维层状材料为过度金属碳氮化合物，柔性自支撑锂离子电池负极能在0
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180度范围内反复弯折，并保持柔性。2.根据权利要求1所述的锂离子电池柔性MXene硅基负极材料，其特征在于：所述的活性物质为硅纳米颗粒，硅颗粒尺寸在30nm
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50nm范围之间,属于零维颗粒尺寸。3.根据权利要求1所述的锂离子电池柔性MXene硅基负极材料，其特征在于：所述三维骨架为高分子聚合物通过静电纺丝制备而成，在高电压下形成三维网状结构，其中高分子聚合物为聚丙烯腈(PAN)、聚乙烯比咯烷酮(PVP)、聚乙烯醇(PVA)等高分子聚合物中的一种。4.根据权利要求1所述的锂离子电池柔性MXene硅基负极材料，其特征在于：所述的二维层状过渡金属碳氮化合物为MXene家族，即Ti3C2Tx、Ti4C3Tx、Ti2CTx、V2CTx、Nb2CTx等其中的一种，其中Tx表示MXene的官能团，有
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OH,
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O,
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F，
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Cl等组成。5.根据权利要求1所述的锂离子电池柔性MXene硅基负极材料，其特征在于：柔性锂离子电池负极的结构为零维纳米颗粒、以为纳米纤维组成的三维网络和二维层状材料组成。6.根据权利要求1所述的锂离子电池柔性MXene硅基负极材料，其特征在于：零维为材料长宽高三个尺度均在0
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100nm范围之间，一维为其中一个维度在0
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100nm之间，另两个维度尺寸大于100nm，二维为两个维度在0
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100nm范围内，另外一个维度大于100nm，三维为长宽高三...

【专利技术属性】
技术研发人员：高宇，徐华俊，陈岗，
申请(专利权)人：吉林大学，
类型：发明
国别省市：