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专利号: 2020115316708
申请人: 江西理工大学
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
专利领域: 基本电气元件
更新日期:2023-12-11
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.一种用于锂离子电池的FeNiP/C@MXene复合负极材料的制备方法,其特征在于,包括以下步骤:

(1)将乙酰丙酮镍和硫酸亚铁铵溶解于乙醇溶液,磁力搅拌0.5~3h,再将溶液加入至溶有表面活性剂和有机配体的N,N‑二甲基甲酰胺的溶液中,强力磁力搅拌0.5‑3h,将溶液放入高压反应釜中,在70~180℃下反应,并恒温10~36h;

(2)用乙醇将步骤(1)中产物冲洗,然后离心分离,再在70~120℃下真空干燥6~24h,得到混合金属有机框架模板Fe/Ni‑MOF;

(3)将模板Fe/Ni‑MOF与预处理后的MXene混合搅拌,陈化0.5~5h,通过离心分离再冷冻干燥获得氢键自组装的Fe/Ni‑MOF@MXene前驱体;

(4)在氮气气氛下,将Fe/Ni‑MOF@MXene前驱体与次亚磷酸氢钠混合煅烧,煅烧温度200~400℃,即可得到用于锂离子电池的FeNiP/C@MXene复合负极材料。

2.如权利要求1所述的制备方法,其特征在于,步骤(1)中所述有机配体包括‑OH及‑O基团,其能与MXene的官能团形成氢键。

3.如权利要求2所述的制备方法,其特征在于,所述有机配体包括对苯二甲酸、均苯三甲酸、环己烷二甲酸、1,4‑萘二甲酸、2,6‑吡啶二羧酸、2‑吡啶甲酸中的一种或多种。

4.如权利要求1所述的制备方法,其特征在于,步骤(1)中所述表面活性剂包括聚乙烯吡咯烷酮、N‑乙基全氟辛基磺酰胺、聚苯乙烯磺酸钠、十二烷基磺酸钠中的一种或多种。

5.如权利要求1所述的制备方法,其特征在于,步骤(1)中硫酸亚铁铵、乙酰丙酮镍的质量比为1:(0.5~5),乙酰丙酮镍与有机配体的质量比为1:(0.1~6),乙酰丙酮镍与表面活性剂的质量比为1:(1~6)。

6.如权利要求1所述的制备方法,其特征在于,步骤(1)中N,N‑二甲基甲酰胺和乙醇的体积比为1:(0.1~4)。

7.如权利要求1所述的制备方法,其特征在于,步骤(3)中所用的MXene材料包括Ti3C2、Ti2C、Nb2C、V2C、Mo2C中的一种或多种,模板Fe/Ni‑MOF与MXene材料的质量比是1:(0.01~

0.1)。

8.如权利要求1所述的制备方法,其特征在于,步骤(4)中前驱体与次亚磷酸氢钠的质量比为1:(5~20),煅烧条件为:升温速率1~10℃/min,煅烧时间为1~5h。

9.如权利要求1所述的制备方法,其特征在于,步骤(2)中得到的混合金属有机框架模2

板Fe/Ni‑MOF为多孔结构,比表面积为100~400m/g。

10.如权利要求1所述的制备方法,其特征在于,所述FeNiP/C@MXene复合负极材料粒径大小为100nm~10μm,碳含量为0.5~10wt.%,MXene层厚度5~300nm,比表面积为50~2

700m/g,孔洞直径为5~40nm。