一种有机磷酸分子功能化Ti3C2Tx电极材料的制备方法和应用技术

本发明专利技术涉及电池电极材料技术领域，提供了一种有机磷酸分子功能化Ti<subgt;3</subgt;C<subgt;2</subgt;T<subgt;x</subgt;电极材料的制备方法和应用。本发明专利技术提供的有机磷酸分子功能化Ti<subgt;3</subgt;C<subgt;2</subgt;T<subgt;x</subgt;电极材料的制备方法包括以下步骤：通过含氟刻蚀液将Ti<subgt;3</subgt;AlC<subgt;2</subgt; MAX相刻蚀、超声和离心收集单层或少层Ti<subgt;3</subgt;C<subgt;2</subgt;T<subgt;x</subgt;纳米片分散液，利用自组装方法，接枝富含磷酸官能团的有机分子，实现有机磷酸分子功能化Ti<subgt;3</subgt;C<subgt;2</subgt;T<subgt;x</subgt;。通过有机磷酸分子的P=O官能团与Ti<subgt;3</subgt;C<subgt;2</subgt;T<subgt;x</subgt;片层表面的Ti‑OH形成氢键，激活Ti<subgt;3</subgt;C<subgt;2</subgt;T<subgt;x</subgt;上电化学上不利的‑OH基团，提供额外的储锂位点。此外，氢键诱导的微观偶极子可作为定向锂离子泵，加速锂离子传输。有机磷酸分子功能化Ti<subgt;3</subgt;C<subgt;2</subgt;T<subgt;x</subgt;电极材料作为锂离子电池电极材料时，离子传输动力学显著加快，实现了高倍率容量和出色的循环稳定性，以及优异的宽温域(‑20至50℃)适应性。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及电池电极材料，具体涉及一种有机磷酸分子功能化ti3c2tx电极材料的制备方法和应用。

技术介绍

1、锂离子电池因具有能量密度高、自放电率小、无记忆效应以及循环寿命长等优势，已被广泛应用于便携式电子设备、公路运输、航空航天、医疗器械等多个领域。然而，爆发式增长的新能源市场需求对锂离子电池的性能提出了更高的要求，如更高的功率密度、更快的充电速度、良好的宽温域适应性等。电极材料作为电池的核心组成部分，很大程度上决定和影响了电池性能的上限。现有的商业化石墨负极材料具有明显的局限性：（1）石墨层状结构稳定性较差，经过长时间充放电循环后结构易坍塌，导致比容量严重下降以及储能寿命大幅度缩短；（2）石墨负极的倍率性能较差，难以进行大电流充放电；（3）石墨负极存在充放电平台过低（0.05~0.3v）的问题，易形成锂枝晶，锂枝晶穿透隔膜后会导致电池内部短路造成安全隐患；（4）低温条件下，石墨负极由于去溶剂化过程缓慢和固体电解质界面（sei）中离子传输动力学较差，导致过电位过大，出现容量大幅度损失甚至无法充电的现象。石墨负极的上述问题严重制约了商业锂离子电池的实际本文档来自技高网...

【技术保护点】

1.一种有机磷酸分子功能化Ti3C2Tx电极材料的制备方法，包括以下步骤：

2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于：所述步骤（1）中Ti3AlC2 MAX相选自200目、400目、600目中的一种或几种。

3.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于：所述步骤（2）中的有机磷酸分子包括苯膦酸、吡膦酸、对苯二磷酸、甘油磷酸酯、磷酸三丁酯、1,3,5三磷酸肌醇、次氮基三亚甲基膦酸、乙二胺四亚甲基膦酸、二乙烯三胺五亚甲基磷酸钠、三亚乙基四胺六（甲基磷酸）、植酸中的任意一种。

4.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于：所述步骤（2）中有机磷酸分子修饰...

【技术特征摘要】

1.一种有机磷酸分子功能化ti3c2tx电极材料的制备方法，包括以下步骤：

2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于：所述步骤（1）中ti3alc2 max相选自200目、400目、600目中的一种或几种。

3.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于：所述步骤（2）中的有机磷酸分子包括苯膦酸、吡膦酸、对苯二磷酸、甘油磷酸酯、磷酸三丁酯、1,3,5三磷酸肌醇、次氮基三亚甲基膦酸、乙二胺四亚甲基膦酸、二乙烯三胺五亚甲基磷酸钠、三亚乙基四胺六（甲基磷酸）、植酸中的任意一种。

4.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于：所述步骤（2）中有机磷酸分子修饰液的溶剂包括但不限于去离子水、无水甲醇、无水乙醇、n, n-二甲基甲酰胺（d...

【专利技术属性】
技术研发人员：曹敏花，秦锦雯，段雨辰，王杰，
申请(专利权)人：北京理工大学，
类型：发明
国别省市：