[發明專利]一種電化學一站式制備鋁離子電池用Mxenes正極材料的方法

在審

• 申請號: 202110587505.2
• 申請日: 2021-05-27
• 公開（公告）號: CN113381010A
• 公開（公告）日: 2021-09-10
• 發明（設計）人: 李建玲;鐘健健;霍曉更;楊哲
• 申請（專利權）人: 北京科技大學
• 主分類號: H01M4/58
• 分類號: H01M4/58;H01M10/054;H01M10/058
• 代理公司: 北京市廣友專利事務所有限責任公司 11237
• 代理人: 張仲波

1.一種電化學一站式制備鋁離子電池用Mxenes正極材料的方法，其特征在于，包括以下步驟：

(1)MAX相、導電劑和粘結劑以一定的質量比混合，制備MAX電極；

(2)將鋁鹽和1-乙基-3-甲基氯化銨([EMIm]Cl)以一定摩爾比混合，在手套箱中制備電解液；

(3)剪裁規則形狀的高純鋁片和玻璃纖維隔膜作為鋁離子電池負極和隔膜；

(4)將上述MAX電極、高純鋁片負極和玻璃纖維隔膜組裝成鋁離子電池，采用恒電壓刻蝕法刻蝕MAX相，制備MXenes材料；

(5)將恒壓刻蝕制備的MXenes材料原位用于鋁離子電池正極材料，進行電化學循環穩定性測試。

2.根據權利要求1所述的制備方法，其特征在于，所述步驟(1)中所述MAX相為V₂AlC、Nb₂AlC和Ti₃AlC₂。

3.根據權利要求1所述的制備方法，其特征在于，所述步驟(1)中所述導電劑為超級炭黑、乙炔黑，粘結劑為聚偏氟乙烯(PVDF)、聚四氟乙烯(PTFE)，MAX相、導電劑和粘結劑的質量百分比分別為70～90％、5～15％、5～10％。

4.根據權利要求1所述的制備方法，其特征在于，所述步驟(2)中所述鋁鹽為無水氯化鋁(AlCl₃)，鋁鹽和1-乙基-3-甲基氯化銨([EMIm]Cl)的摩爾比為1:1.1、1:1.3或1:1.5。

5.根據權利要求1所述的制備方法，其特征在于，所述步驟(4)中所述鋁離子電池為密封電解池型電池、軟包型電池。

6.根據權利要求1所述的制備方法，其特征在于，所述步驟(4)中所述刻蝕電壓為2.0～2.4V，恒壓刻蝕時間為48～72h。

7.根據權利要求1所述的制備方法，其特征在于，所述步驟(4)中所述MXenes材料為V₂CT_x、Nb₂CT_x和Ti₃C₂T_x，其中T_x為表面官能團-Cl。

8.根據權利要求1所述的制備方法，其特征在于，所述步驟(5)中所述原位用于鋁離子電池正極材料為MAX電極實現向二維MXenes材料的結構轉變，無需重新制備MXenes電極，可直接用于鋁離子電池刻蝕體系正極材料，測試其電化學循環穩定性。

9.根據權利要求1所述的制備方法，其特征在于，所述步驟(5)中所述電化學測試電流密度為0.1～2.0A g^–1，電壓截止下限為0～0.05V，截止上限為2.0～2.4V。