[發明專利]用于鋰離子電池負極的MXene/MoS2

有效

• 申請號: 201910268620.6
• 申請日: 2019-04-04
• 公開（公告）號: CN109830675B
• 公開（公告）日: 2021-10-08
• 發明（設計）人: 劉卯成;張斌梅;張雨杉;孔令斌
• 申請（專利權）人: 蘭州理工大學
• 主分類號: H01M4/36
• 分類號: H01M4/36;H01M4/58;H01M10/0525
• 代理公司: 蘭州振華專利代理有限責任公司 62102
• 代理人: 董斌

用于鋰離子電池負極的MXene/MoS₂復合材料制備方法，其步驟為：將MXene超聲分散于水中得到MXene分散液，加入聚乙烯亞胺，即PEI得到PEI改性MXene分散液；將單層MoS₂分散于水中得到MoS₂分散液，加入聚乙烯二醇使其具有黏性；將具有黏性的MoS₂分散液和PE改性的MXene分散液依次旋涂于PET基底上，干燥后得到用于鋰離子電池的MXene/MoS₂層狀復合材料。

技術領域

本發明涉及用于鋰離子電池負極的MXene/MoS₂復合材料制備技術。

背景技術

鋰離子電池由于能量密度高，循環壽命長，環境相容性好等優點而備受關注。MXene和MoS₂均具有二維層狀結構，是理想的鋰離子電池負極材料。MXene作為鋰離子電池負極材料具有電導率高的優點，但比容量相對較低。MoS₂雖然比容量高，但電導率較MXene低，倍率性能有限。因此設計和制備MXene/MoS₂層狀復合材料有望兼備MXene和MoS₂的優點。然而，目前報道的MXene/MoS₂層狀復合材料自組裝方法主要是將帶有相反電荷的MoS₂和MXene分散液混合，使MoS₂和MXene通過靜電作用相結合，從而形成MXene/MoS₂層狀復合材料。該自組裝方法可控性較差，難以精確控制MXene/MoS₂層狀復合材料的層數與厚度。

發明內容

本發明的目的是提供一種用于鋰離子電池負極的MXene/MoS₂復合材料制備方法。

本發明是用于鋰離子電池負極的MXene/MoS₂復合材料制備方法，其步驟為：將MXene超聲分散于水中得到MXene分散液，加入聚乙烯亞胺(PEI)，即得到PEI改性的帶正電荷的MXene分散液；將單層MoS₂分散于水中得到帶負電荷的MoS₂分散液，加入聚乙二醇（PEG）使其具有黏性；將具有黏性的帶負電荷MoS₂分散液和PEI改性的帶正電荷的MXene分散液依次旋涂于聚對苯二甲酸乙二酯（PET）基底上，在靜電作用下帶正電荷的MXene和帶負電荷的MoS₂進行自組裝；干燥后，將PET基底剝離，得到用于鋰離子電池負極的MXene/MoS₂層狀復合材料。

本發明提出使用勻膠機旋涂法可控制備MXene/MoS₂層狀復合材料，使用勻膠機將帶有相反電荷的MoS₂和MXene分散液依次旋涂在聚對苯二甲酸乙二酯（PET）基底上，使帶負電荷的MoS₂和帶正電荷的MXene通過靜電作用相結合，最終獲得MXene/MoS₂層狀復合材料。相較于傳統的液相靜電自組裝，該旋涂法可以將自組裝過程未發生靜電自組裝的MXene和MoS₂通過離心力有效去除，有效地避免了傳統自組裝方法的不可控性，不但能夠精確控制兩種層狀材料交替插層復合，而且能夠精確控制復合材料的層數和厚度。

具體實施方式

本發明是用于鋰離子電池負極的MXene/MoS₂復合材料制備方法，其步驟為：將MXene超聲分散于水中得到MXene分散液，加入聚乙烯亞胺（PEI），即得到PEI改性的帶正電荷的MXene分散液；將單層MoS₂分散于水中得到帶負電荷的MoS₂分散液，加入聚乙二醇（PEG）使其具有黏性；將具有黏性的帶負電荷MoS₂分散液和PEI改性的帶正電荷的MXene分散液依次旋涂于聚對苯二甲酸乙二酯（PET）基底上，在靜電作用下帶正電荷的MXene和帶負電荷的MoS₂進行自組裝；干燥后，將PET基底剝離，得到用于鋰離子電池負極的MXene/MoS₂層狀復合材料。