一种三维结构的MXene柔性锂金属负极基体材料的制备方法技术

一种三维结构的MXene柔性锂金属负极的制备方法，将丝氨酸分别与MXene和ENR进行酯化反应和开环反应，并将反应后的材料进行掺杂，通过丝氨酸在二者之间构建的界面氢键，得到具有一定机械强度的MXene/ENR柔性复合材料；将该材料加入氨水，并加入氯化钙溶液中，使得钙离子吸附在复合材料表面；向反应体系中通入二氧化碳气体，复合材料在吸附钙离子的位置原位生成碳酸钙微球；最后真空抽滤成膜，干燥后利用盐酸将碳酸钙洗净，得到三维多孔结构的MXene柔性基体材料。本发明专利技术能提高MXene作为自支撑薄膜的机械强度，避免MXene在抽滤过程中重新堆叠，有效提高MXene层间距。该材料用于锂金属负极载体，可降低局部电流密度，抑制锂支晶的生成。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于微电子，特别涉及一种三维结构的mxene柔性锂金属负极基体材料的制备方法。

技术介绍

1、由于锂金属具有极高的理论比容量和极低的低氧化还原电势，锂金属是锂离子电池最有前景的阳极材料。提高锂金属阳极的循环稳定性和灵活性是开发柔性锂离子电池的关键技术。然而，传统的锂金属做阳极，锂金属在电极表面不能进行规则的电化学沉积。随着阳极的反复沉积/剥离会导致不可控的支晶生长和电解液的消耗，造成库伦效率的急剧下降；不断生长的支晶还会刺穿隔膜，导致电池短路，造成安全隐患。特别当锂金属阳极在弯折的过程中表面会形成裂缝，加速支晶生长。

2、相关研究表明，通过在阳极构建亲锂的三维基体材料作为锂金属的载体，可以有效降低局部电流密度，调控锂金属在电极表面进行均匀沉积，从而抑制锂支晶的形成。mxene是一种类石墨烯结构的二维纳米材料。由于其表面具有亲锂官能团并且具有良好的导电性和片层间较大的比表面积，mxene成为构建锂负极基体的理想材料。然而，mxene在制备使用过程中由于范德华力的存在，片层间容易发生堆叠，极大限制了片层间锂成核位点的利用。而且作为自支撑载本文档来自技高网...

【技术保护点】

1.一种三维结构的MXene柔性锂金属负极基体材料的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：

2.根据权利要求1所述三维结构的MXene柔性锂金属负极基体材料的制备方法，其特征在于，步骤1中：所述ENR为环氧度为50％的天然乳胶；在分别进行的加热反应中，丝氨酸与MXene的质量比为1：2；丝氨酸与ENR的质量比为1:20-1:18；加热温度为95-100℃，反应时间均为2-4小时；离心转速为9000-1200rmp，离心时间为5-8分钟，离心次数为3-5次；所述超声功率为600-720W，超声时间为1-2h。

3.根据权利要求1所述三维结构的MXene柔性锂金属负极基...

【技术特征摘要】

1.一种三维结构的mxene柔性锂金属负极基体材料的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：

2.根据权利要求1所述三维结构的mxene柔性锂金属负极基体材料的制备方法，其特征在于，步骤1中：所述enr为环氧度为50％的天然乳胶；在分别进行的加热反应中，丝氨酸与mxene的质量比为1：2；丝氨酸与enr的质量比为1:20-1:18；加热温度为95-100℃，反应时间均为2-4小时；离心转速为9000-1200rmp，离心时间为5-8分钟，离心次数为3-5次；所述超声功率为600-720w，超声时间为1-2h。

3.根据权利要求1所述三维结构的mxene柔性锂金属负极基体材料的制备方法，其特征在于，步骤1中：所述单层的丝氨酸枝接mxene悬浮液和丝氨酸枝接enr悬浮液浓度分别为5mg/ml-8mg/ml、20mg/ml-40mg/ml；所述s-mxene和s-enr掺杂的质量比例为50:1-5:1。

4.根据权利要求1所述三维结构的mxene柔性锂金属负极基体材料的制备方法，其特征在于，步骤2中，分散液的制备包括：

5.根据权利要求1所述三维结构的mxene柔性锂金属负极基体材料的制备方法...

【专利技术属性】
技术研发人员：张苗，孙斌，胡彬烨，杨镐冉，魏葳，林珍华，常晶晶，
申请(专利权)人：西安电子科技大学，
类型：发明
国别省市：