【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于锂硫电池正极材料制备，具体涉及一种“三明治”mxeneti3c2tx/中空zif-67/s锂硫电池正极材料及其制备方法。
技术介绍
1、随着社会的发展，科学技术的进步，人类环境保护意识的觉醒，开发可持续的可再生资源可以减缓能源的消耗和环境的恶化，有利于人与自然的和谐共处。能源储存是在满足人类日常生活的基础上对可持续可再生资源的合理利用，是人类未来发展的长远规划。在所有二次能源中，由于生产电能所需要的一次电源来源广泛、成本低等优势，成为了最具有发展潜力的二次能源之一。19世纪90年代锂离子电池（libs）成功地实现商业化。锂离子电池虽然有着材料无污染、成本低、电池稳定性高、使用寿命长、无记忆效应等优点。然而，目前市场上锂离子电池比能量和比容量能力有限。此外，由于用于电池组装的电极材料和电解质，libs生产成本通常较高。这已经不能满足当今人们的生产生活需要，下一代储能设备的发展已成必然趋势。因此，学术界、研究人员和工业界都在寻找一种成本相对较低、性能优良的libs替代技术。锂硫电池(li-s)被认为是最有前途的下一代电池系统之一，因为其理论能量密度高达2600whkg，大约是目前锂离子电池(libs)的10倍之多，硫具有毒性低、天然储量丰富、价格低廉，绿色环保。虽然好处颇多，但锂硫电池在现实使用中仍面临着几个亟待克服的问题。首先，单质硫和反应最终产物（li2s2/li2s）的导电性能差从而导致电池的电化学性能降低；第二，在充放电过程中不可避免地产生多硫化锂（lipss），其溶解在有机电解质中导致“穿梭效应”，从而降低硫
2、沸石咪唑酸盐框架-67（zif-67）是一种以co2+作为中心离子的典型mof，其中co2+离子和锂多硫化物之间的紧密结合可以有效地捕获锂多硫化物中间体，抑制所谓的“穿梭效应”，提高锂硫电池的循环性能和库仑效率。多孔结构可以为硫注入提供充足的自由空间。但是，zif-67的电导率低（∼10−2scm−1），同时，其单独作为锂硫电池硫载体材料难以提供足够的锚定锂多硫化物的化学活性位点，因此将zif-67与导电性良好的手风琴状mxeneti3c2tx进行复合，无疑是一个不错的选择。这不但可以有效解决mxeneti3c2tx层间的堆叠问题，而且弥补了zif-67作为硫载体的不足，两者发挥协同作用。
技术实现思路
1、专利技术目的：本专利技术基于为解决锂硫电池存在的“穿俊效应”等问题，提出通过原位自组装、单宁酸蚀刻的方法制备了mxeneti3c2tx-中空zif-67硫载体复合材料，原位引入的zif-67可以抑制mxeneti3c2tx的层间自堆叠，同时通过控制使用单宁酸的时间以调节zif-67的蚀刻程度，将均匀微孔雕刻为中空分层多孔，这两者（mxeneti3c2tx和zif-67）的结合增强对锂多硫化物的化学固定作用和物理限制作用，同时缓解“膨胀效应”，研究结果表明所制备的锂硫电池具有出色的长循环稳定性和优异的倍率性能。
2、一种“三明治”mxeneti3c2tx/中空zif-67锂硫电池正极材料制备方法，包括以下步骤：
3、1zif-67的制备方法
4、将0.44g的co(no3)2·6h2o加入15ml的甲醇中，超声1h，记为溶液a，称取0.99g的2-甲基咪唑溶解在15ml的无水甲醇中，超声30min，记为溶液b；将溶液b倒入溶液a中，再加入20mg的十六烷基三甲基溴化铵（ctab），搅拌8h，8000rpm离心8min，用甲醇洗涤。
5、2mxene/zif-67的制备方法
6、将0.45g的mxeneti3c2tx（记为mxene）和0.44g的co(no3)2·6h2o加入15ml的甲醇中，超声1h，记为溶液a，称取0.99g的2-甲基咪唑溶解在15ml的无水甲醇中，超声30min，记为溶液b；将溶液b倒入溶液a中，再加入20mg的十六烷基三甲基溴化铵（ctab），搅拌8h，8000rpm离心8min，用甲醇洗涤。
7、3mxene/中空zif-67硫载体的制备
8、将上述制备好的0.2gmxene/zif-67加入到100ml的5g·l-1的单宁酸溶液中5min，8000rpm离心8min，用甲醇、乙醇洗涤，获得的材料记为hmz-5。将与单宁酸溶液的混合时间调整为10min，其它保持不变，制备得到hmz-10。
9、4mxene/中空zif-67/s的制备
10、采用熔融扩散的方法制备mxene/中空zif-67/s。称取质量比为1:4的hmz-5和升华硫，混合均匀后，置于155℃的管式炉中，ar气氛下保持12h后获得mxene/中空zif-67/s（hmz-5/s）。
11、本专利提出的一种硫载体mxene/中空zif-67（记为hmz），其最大的优势是：该复合材料充分发挥了mxene和zif-67两种材料对锂多硫化物“穿梭效应”的抑制。hmz硫载体中的ti和co元素可以化学吸附锂多硫化物，同时引进的zif-67可以降低mxene的不可逆的堆叠趋势，单宁酸蚀刻后的zif-67保持中空的外部框架，能够为物理限制锂多硫化物以及缓解“膨胀效应”发挥一定的作用。这种协同增强效果能够提高硫利用率，抑制锂多硫化物穿梭。
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1.一种“三明治”MXene Ti3C2Tx/中空ZIF-67/S锂硫电池正极材料制备方法，其特征在于，包括如下步骤：
【技术特征摘要】
1.一种“三明治”mxene ti3c2tx/中空zif-6...
【专利技术属性】
技术研发人员：李伟，黄瑞琴，王绍聪，刘峥，郭容婷，
申请(专利权)人：桂林理工大学，
类型：发明
国别省市：
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