一种二维石墨炔/MXene复合材料及其制备和应用制造技术

本发明专利技术公开一种二维复合材料及其制备和应用。采用超声剥离、表面改性以及静电吸附工艺制备二维石墨炔/MXene复合材料，并应用于金属锂复合负极。其中石墨炔中的炔键结构诱导金属锂形核，降低形核势垒，同时MXene的优异导电性促进锂离子传输，二者的协同效应有效抑制锂枝晶的形成，获得循环稳定的金属锂复合负极。与正极材料匹配，可获得大容量、长循环和优异倍率性能的锂金属全电池。倍率性能的锂金属全电池。倍率性能的锂金属全电池。

【技术实现步骤摘要】
一种二维石墨炔/MXene复合材料及其制备和应用


[0001]本专利技术属于新材料领域，具体涉及一种二维石墨炔/MXene复合材料及其制备和金属锂复合负极应用。

技术介绍

[0002]金属锂具有极高的理论比容量(3860mAh g
‑1)和最低的氧化还原电压(
‑
3.04V vs.SHE)，被认为是实现高能量密度锂金属电池的理想负极材料。然而，金属锂负极在充放电过程中产生不可控生长的锂枝晶，会降低电池的循环寿命并带来电池短路等安全隐患问题，严重阻碍锂金属电池的商业化进程。
[0003]MXenes是一类新型二维过渡金属碳/氮化物，其快速的电荷相应特性和丰富的表面化学性质契合无枝晶金属锂负极的构建要求，然而，循环过程中MXenes层间易发生坍塌和再堆垛，导致表面金属锂形核位点的减少及锂离子扩散速率的降低，限制其对锂沉积行为的调控作用。2017年，Yury Gogotsi教授制备石墨烯/MXene二维复合材料，将其用于超级电容器电极材料，其中石墨烯纳米片插入MXene层间，有效防止了MXene纳米片的自堆积，层间距本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种二维石墨炔/MXene复合材料，其特征在于：由二维石墨炔和MXene纳米片层层堆叠形成。2.权利要求1所属的一种二维石墨炔/MXene复合材料的制备方法，其特征在于：以MAX相为原料，采用刻蚀法制备MXene，经超声处理得到单分散的MXene纳米片分散液；以石墨炔粉体为原料，采用阳离子辅助超声剥离，获得带单分散的石墨炔纳米片分散液；将上述两种分散液混合搅拌，得到絮状产物收集、洗涤并冷冻干燥，即得到二维石墨炔/MXene复合材料。3.根据权利要求2所述的一种二维石墨炔/MXene复合材料的制备方法，其特征在于：MXene纳米片分散液的浓度为0.5～2mg/mL。4.根据权利要求2所述的一种二维石墨炔/MXene复合材料的制备方法，其特征在于：石墨炔纳米片分散液浓度为0.5～2mg/mL。5.根据权利要求2所述的一种二维石墨炔/MXene复合材料的制备方法，其特征在于：采用刻蚀法制备MXene，其...

【专利技术属性】
技术研发人员：孙麓，李岩，
申请(专利权)人：北京航空航天大学，
类型：发明
国别省市：