【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及锂离子电池制备材料，特别的涉及一种锂离子电池mof衍生碳包覆硅纳米颗粒限制于mxene复合负极材料制备方法。
技术介绍
1、锂离子电池(libs)由于其高能量密度、长循环寿命和环境效益，在各种储能设备中取得了巨大的成功，但对能源需求的急剧增长促使人们探索具有更高能量密度的下一代libs。也为了实现高比容量的锂离子电池，其中石墨负类的负极材料也是应用广泛，来源广泛、经济性好等方面具有较大的优势。由于目前商用石墨碳负极材料受到理论容量低(372mah g-1)，无法满足高比容量锂离子的需求。开发了各种先进的负极材料。在这些候选材料中，硅最具潜力，因为其超高的理论比容量(≈4200mah g-1)、储量丰富和低工作电压，价格便宜，是一种非常有潜力的锂离子电池负极材料。然而，在锂化/脱化过程中，硅体积变化大，固体电解质界面(sei)层不稳定，电导率低，导致容量快速衰落、不可逆容量大、较差的速率性能。
2、现目前已经提出了一些策略来解决这些问题。从材料上来看，主要的方法是将硅颗粒尺寸缩小到纳米级，创建多孔结构。mxenes是一类二维过渡金属碳化物和氮化物，由于其金属导电性、良好的亲水性和优良的力学性能，被认为是一种很有前途的储能材料。mxene可以结合各种纳米材料(如碳纳米管、聚合物，和石墨烯，作为导电衬底通过真空过滤制造独立的复合膜，应用于储能设备如锂离子电池、超级电容器、和锂硫硫电池。在这方面，已经报道了几个独立电极基于2d ti3c2tx mxene或石墨烯导电粘合剂，包括超电容碳电极碳电极，限制硅纳米颗粒
3、因此，制作一种工艺简单、循环性能与倍率的充放电性能好，对于恒流的充电放电效率高且稳定，阻抗也较低能提高锂离子的传输速度，而且相对于制作过程中可以降低成本的锂离子电池负极材料的制备方法是在该领域也是一个技术难题。
技术实现思路
1、本专利技术的目的就在于为了解决上述问题而提供一种锂离子电池mof衍生碳包覆硅纳米颗粒限制于mxene复合负极材料制备方法，可以克服现有技术使用硅负极材料的电池导致容量衰减过快，主要是也实现了高比容量的循环。
2、本专利技术通过以下技术方案来实现上述目的，一种锂离子电池mof衍生碳包覆硅纳米颗粒限制于mxene复合负极材料制备方法，包括以下步骤：
3、步骤1、将纳米硅和聚乙烯吡咯烷酮分散于溶剂中，搅拌混合12h后，经过滤、洗涤、干燥，得到pvp@si前驱体；
4、步骤2、将步骤1的pvp@si和2-甲基咪唑分散于溶剂中，搅拌混合1h后，得到混合溶液；
5、步骤3、将硝酸钴六水合物分散于溶液中，超声0.5h，得到溶液；
6、步骤4、将步骤2的混合溶液和步骤3的硝酸钴溶液进行混合搅拌，得到mof包覆硅的材料；
7、其中2-甲基咪唑和硝酸钴六水合物的物质的量之比为：2-5；
8、步骤5、将步骤4的混合溶液和mxene溶液进行混合，搅拌混合24后，经过滤、洗涤、干燥，得到co/si@mxene复合负极材料；
9、步骤6、将步骤5的co/si@mxene复合负极材料在管式炉烧3h，得到co-si/c@mxene复合负极材料；
10、步骤7、将步骤6的co-si/c@mxene复合负极材料进行硫酸洗后得到si/c@mxene复合负极材料。
11、优选的，所述步骤2中的2-甲基咪唑和步骤3中的硝酸钴六水合物的物质的量之比为：2-5。
12、优选的，所述步骤1的纳米硅的粒径60-100nm。
13、优选的，所述步骤1分散溶剂为无水乙醇。
14、优选的，所述步骤2分散溶剂为无水甲醇。
15、优选的，所述步骤6中在管式炉进行烧结时，在惰性气体氩气或者氮气环境中，以3℃/min的升温速率升至800℃，然后煅烧3h。
16、优选的，所述步骤7中用硫酸洗co-si/c@mxene复合负极材料时，用的是2mol/l的稀硫酸，浸泡12h，然后经过过滤、洗涤、干燥得到si/c@mxene复合负极材料。
17、优选的，所述洗涤溶剂均是用无水甲醇。
18、本专利技术的有益效果是：
19、1、本专利技术得到co-si@mxene、co-si/c@mxene和si/c@mxene的复合材料可用作锂离子电池负极材料，提高电池的循环稳定性和循环寿命。将其作为锂离子电池负极材料时，可以同时减缓体积膨胀、缩短锂离子传输路径、提高材料导电性。使得制备的锂离子电池具有稳定性高、循环寿命长、倍率性能好等优点，能有效满足高能量密度锂离子电池的实际应用需求。
20、2、本专利技术所制备的多孔co-si@mxene、co-si/c@mxene和si/c@mxene复合材料尺寸在微米级以上、纯度高、振实密度高。
21、3、本专利技术所有的模板mof不需要进行酸碱处理，可以直接进行烧结去除，制备工艺简单，原料廉价易得，成本低，环境友好。
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1.一种锂离子电池MOF衍生碳包覆硅纳米颗粒限制于MXene复合负极材料制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的锂离子电池MOF衍生碳包覆硅纳米颗粒限制于MXene复合负极材料制备方法，其特征在于：所述步骤2中的2-甲基咪唑和步骤3中的硝酸钴六水合物的物质的量之比为：2-5。
3.根据权利要求1所述的锂离子电池MOF衍生碳包覆硅纳米颗粒限制于MXene复合负极材料制备方法，其特征在于：所述步骤1的纳米硅的粒径60-100nm。
4.根据权利要求3所述的锂离子电池MOF衍生碳包覆硅纳米颗粒限制于MXene复合负极材料制备方法，其特征在于：所述步骤1分散溶剂为无水乙醇。
5.根据权利要求1所述的锂离子电池MOF衍生碳包覆硅纳米颗粒限制于MXene复合负极材料制备方法，其特征在于：所述步骤2分散溶剂为无水甲醇。
6.根据权利要求1所述的锂离子电池MOF衍生碳包覆硅纳米颗粒限制于MXene复合负极材料制备方法，其特征在于：所述步骤6中在管式炉进行烧结时，在惰性气体氩气或者氮气环境中，以3℃/min的升温速率
7.根据权利要求1所述的锂离子电池MOF衍生碳包覆硅纳米颗粒限制于MXene复合负极材料制备方法，其特征在于：所述步骤7中用硫酸洗Co-Si/C@MXene复合负极材料时，用的是2mol/L的稀硫酸，浸泡12h，然后经过过滤、洗涤、干燥得到Si/C@MXene复合负极材料。
8.根据权利要求1所述的锂离子电池MOF衍生碳包覆硅纳米颗粒限制于MXene复合负极材料制备方法，其特征在于：所述洗涤溶剂均是用无水甲醇。
...【技术特征摘要】
1.一种锂离子电池mof衍生碳包覆硅纳米颗粒限制于mxene复合负极材料制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的锂离子电池mof衍生碳包覆硅纳米颗粒限制于mxene复合负极材料制备方法，其特征在于：所述步骤2中的2-甲基咪唑和步骤3中的硝酸钴六水合物的物质的量之比为：2-5。
3.根据权利要求1所述的锂离子电池mof衍生碳包覆硅纳米颗粒限制于mxene复合负极材料制备方法，其特征在于：所述步骤1的纳米硅的粒径60-100nm。
4.根据权利要求3所述的锂离子电池mof衍生碳包覆硅纳米颗粒限制于mxene复合负极材料制备方法，其特征在于：所述步骤1分散溶剂为无水乙醇。
5.根据权利要求1所述的锂离子电池mof衍生碳包覆硅纳米颗粒限制于mxene复合负极材料...
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