钾离子电池硫掺杂MXene负极材料及其制备方法.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN109888280A(43)申请公布日2019.06.14(21)申请号201910062612.6(22)申请日2019.01.23(71)申请人五邑大学地址529000广东省江门市蓬江区东成村22号(72)发明人张业龙余金龙孙宏阳徐晓丹刘城位汪达张弛宋伟东陈梅温锦秀郭月曾庆光彭章泉(74)专利代理机构广州嘉权专利商标事务所有限公司44205代理人梁嘉琦(51)Int.Cl.H01M4/58(2010.01)H01M10/054(2010.01)权利要求书1页说明书5页附图2页(54)发明名称钾离子电池硫掺杂MXene负极材料及其制备方法(57)摘要本发明公开了一种钾离子电池硫掺杂MXene负极材料及其制备方法，包括以下步骤：(1)将MXene和硫源按照质量比为1：1～20加入去离子水中，搅拌，配制成浓度为1-100mg/ml的混合液；(2)将所述混合液移入反应釜加热至120-200℃，反应12-18h，然后冷却至室温；(3)将步骤(2)得到的产物用洗涤剂洗涤并进行离心，再进行真空干燥；(4)将步骤(3)干燥后的产物放置于管式炉中，通入保护气体，进行热处理反应，冷却至室温，即得到所述钾离子电池硫掺杂MXene负极材料。本发明制备的钾离子电池负极材料不仅具有良好的导电性，还有较高的比容量及稳定的充放电性能。CN109888280ACN109888280A权利要求书1/1页1.一种钾离子电池硫掺杂MXene负极材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：(1)将MXene和硫源按照质量比为1：1～20加入去离子水中，搅拌，配制成浓度为1-100mg/ml的混合液；(2)将所述混合液移入反应釜加热至120-200℃，反应12-18h，然后冷却至室温；(3)将步骤(2)得到的产物用洗涤剂洗涤并进行离心，再进行真空干燥；(4)将步骤(3)干燥后的产物放置于管式炉中，通入保护气体，进行热处理反应，冷却至室温，即得到所述钾离子电池硫掺杂MXene负极材料。2.根据权利要求1所述的钾离子电池硫掺杂MXene负极材料的制备方法，其特征在于，所述硫源为二甲基砜、2-苯乙硫醇、苯硫醚中的至少一种。3.根据权利要求1所述的钾离子电池硫掺杂MXene负极材料的制备方法，其特征在于，所述MXene为Ti2NTx、Mo2NTx、V2NTx、Ti2CTx、Mo2CTx、V2CTx中的一种或多种。4.根据权利要求1所述的钾离子电池硫掺杂MXene负极材料的制备方法，其特征在于，所述钾离子电池硫掺杂MXene负极材料中硫掺杂量为1wt％-10wt％。5.根据权利要求1所述的钾离子电池硫掺杂MXene负极材料的制备方法，其特征在于，所述洗涤剂为去离子水和乙醇中的至少一种。6.根据权利要求1所述的钾离子电池硫掺杂MXene负极材料的制备方法，其特征在于，所述保护气体的流速为120-180ml/min；所述保护气体为Ar。7.根据权利要求1所述的钾离子电池硫掺杂MXene负极材料的制备方法，其特征在于，步骤(3)中离心使用的转速为3000-3500r/min；真空干燥的温度为40-60℃，干燥时间为8-15h，真空度不超过135Pa。8.根据权利要求1所述的钾离子电池硫掺杂MXene负极材料的制备方法，其特征在于，步骤(4)中所述的热处理的温度为120-700℃，反应时间为2-6h，升温速率为4-6℃/min。9.一种根据权利要求1-8中任一项所述的制备方法制备得到的钾离子电池硫掺杂MXene负极材料。10.一种根据权利要求9所述的钾离子电池硫掺杂MXene负极材料的应用，其特征在于，将所述钾离子电池硫掺杂MXene负极材料用于钾离子电池。2CN109888280A说明书1/5页钾离子电池硫掺杂MXene负极材料及其制备方法技术领域[0001]本发明属于新能源材料领域，具体涉及一种钾离子电池硫掺杂MXene负极材料的制备方法及其在钾离子电池中的应用。背景技术[0002]随着现代社会的发展，化石类能源不断消耗衰竭，环境污染问题日益突出，开发与研究新型可再生清洁能源受到人们广泛的关注。由于钾元素资源丰富，分布均匀、以及成本低的优点，钾离子电池有可能成为在大规模电化学储能领域中广泛应用的电池体系。但是钾离子电池的电化学性能仍然不令人满意。如何提高钾离子电池的比容量，同时兼备优异的循环性能，是目前的研究热点。[0003]MXene拥有独特的类石墨烯结构，较大的比表面积，良好的导电性，亲水性等特性，使吸附、光催化、锂离子电池、太阳能电池、生物传感器等方面得到了广泛的应用。但MXene本体用作钾离子电池负极材料，性能仍不能令人满意。MXene材料由于层间距小，表面吸附-F/-OH等基团，不利于电子或离子