CN110165172A - 用于钠离子电池负极材料的Fe2+支撑MXene的制备方法 - Google Patents

用于钠离子电池负极材料的Fe2+支撑MXene的制备方法 Download PDF

Info

Publication number
CN110165172A
CN110165172A CN201910412638.9A CN201910412638A CN110165172A CN 110165172 A CN110165172 A CN 110165172A CN 201910412638 A CN201910412638 A CN 201910412638A CN 110165172 A CN110165172 A CN 110165172A
Authority
CN
China
Prior art keywords
mxene
ion battery
fecl
lithium
anode material
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
CN201910412638.9A
Other languages
English (en)
Inventor
牛棱渊
张雨杉
刘卯成
张小美
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Hangzhou Realistic New Materials Technology Co Ltd
Original Assignee
Hangzhou Realistic New Materials Technology Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Hangzhou Realistic New Materials Technology Co Ltd filed Critical Hangzhou Realistic New Materials Technology Co Ltd
Priority to CN201910412638.9A priority Critical patent/CN110165172A/zh
Publication of CN110165172A publication Critical patent/CN110165172A/zh
Pending legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M10/00—Secondary cells; Manufacture thereof
    • H01M10/05—Accumulators with non-aqueous electrolyte
    • H01M10/054—Accumulators with insertion or intercalation of metals other than lithium, e.g. with magnesium or aluminium
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M4/00—Electrodes
    • H01M4/02—Electrodes composed of, or comprising, active material
    • H01M4/36—Selection of substances as active materials, active masses, active liquids
    • H01M4/362—Composites
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M4/00—Electrodes
    • H01M4/02—Electrodes composed of, or comprising, active material
    • H01M4/36—Selection of substances as active materials, active masses, active liquids
    • H01M4/58—Selection of substances as active materials, active masses, active liquids of inorganic compounds other than oxides or hydroxides, e.g. sulfides, selenides, tellurides, halogenides or LiCoFy; of polyanionic structures, e.g. phosphates, silicates or borates
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M4/00—Electrodes
    • H01M4/02—Electrodes composed of, or comprising, active material
    • H01M4/36—Selection of substances as active materials, active masses, active liquids
    • H01M4/58—Selection of substances as active materials, active masses, active liquids of inorganic compounds other than oxides or hydroxides, e.g. sulfides, selenides, tellurides, halogenides or LiCoFy; of polyanionic structures, e.g. phosphates, silicates or borates
    • H01M4/583—Carbonaceous material, e.g. graphite-intercalation compounds or CFx
    • H01M4/587—Carbonaceous material, e.g. graphite-intercalation compounds or CFx for inserting or intercalating light metals
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E60/00—Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • Y02E60/10—Energy storage using batteries

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Electrochemistry (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Inorganic Chemistry (AREA)
  • Composite Materials (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Battery Electrode And Active Subsutance (AREA)

Abstract

本发明涉及一种用于钠离子电池负极材料的Fe2+支撑MXene的简易制备技术，属于材料制备领域，主要制备步骤为：配制FeCl2水溶液，并将单层MXene超声分散于去离子水中得MXene分散液；将MXene分散搅拌下缓慢加入FeCl2水溶液，室温下搅拌12 h，所得沉淀洗涤干燥后即可得到用于钠离子电池负极材料的Fe2+支撑MXene。

Description

用于钠离子电池负极材料的Fe2+支撑MXene的制备方法
技术领域
本发明涉及用于钠离子电池负极材料的Fe2+支撑MXene的制备技术。
背景技术
相对于锂离子电池而言，钠离子电池所使用的金属钠具有来源丰富、成本低廉等优点，且钠离子在负极材料中的嵌入过程和锂离子极为相似，因此钠离子电池有望成为未来大规模、低成本化学储能电源而备受青睐。MXene由于其独特的二维层状结构，具有良好的钠离子嵌入/脱出特性，是目前理想的钠离子电池负极材料之一。但MXene在使用过程中会出现自堆垛的现象，使其活性表面不能被充分利用，并且阻碍钠离子的嵌入/脱出，导致其倍率性能相对较低。因此通过将Fe2+支撑在MXene层间，可以有效地防止MXene的自堆垛现象，并进一步扩大MXene的层间距，从而显著提升钠离子在MXene体相中的扩散速率，将能显著提升MXene的高倍率储钠性能。然而，目前报道的离子柱撑MXene均需要使用其他碱金属离子或者有机分子预柱撑才能实现，制备过程较为复杂。因此，本发明提出的使用Fe2+支撑MXene作为钠离子电池负极材料是通过Fe2+与单层MXene之间的静电作用相互吸引，从而达到直接支撑。该方法不需要预柱撑，大大简化了离子柱撑MXene的制备过程，是对目前研究的重要革新和有效补充。
发明内容
本发明的目的是提供一种用于钠离子电池负极材料的Fe2+支撑MXene材料的简易制备方法。
本发明是用于钠离子电池负极材料的Fe2+支撑MXene的简易制备方法，其步骤为：将FeCl2按一定浓度溶于去离子水得到FeCl2水溶液；将单层MXene粉末超声分散于去离子水得到MXene分散液；将MXene分散液搅拌下缓慢加入FeCl2水溶液，搅拌12h后将所得沉淀洗涤干燥，即得到用于钠离子电池负极的Fe2+支撑的MXene，其具体操作步骤：
（1）配制一定浓度的FeCl2溶液10 mL；
（2）将50mg 单层MXene粉末加入10 mL去离子水，冰浴超声1h得到MXene分散液；
（3）将步骤（2）所得MXene分散液在搅拌下缓慢加入步骤（1）所得FeCl2溶液中；
（4）室温下搅拌12 h，3000rad/min离心洗涤三次，干燥得到可用于钠离子电池负极材料的Fe2+支撑的MXene。
具体实施方式
本发明是用于钠离子电池负极材料的Fe2+支撑MXene的简易制备方法，其步骤为：将FeCl2按一定浓度溶于去离子水得到FeCl2水溶液；将单层MXene粉末超声分散于去离子水得到MXene分散液；将MXene分散液搅拌下缓慢加入FeCl2水溶液，搅拌12h后将所得沉淀洗涤干燥，即得到用于钠离子电池负极的Fe2+支撑的MXene。
以上所述的用于钠离子电池负极材料的Fe2+支撑MXene的制备方法，其具体步骤为：
（1）配制一定浓度的FeCl2溶液10 mL；
（2）将50mg 单层MXene粉末加入10 mL去离子水，冰浴超声1h得到MXene分散液；
（3）将步骤（2）所得MXene分散液在搅拌下缓慢加入步骤（1）所得FeCl2溶液中；
（4）室温下搅拌12 h，3000rad/min离心洗涤三次，干燥得到可用于钠离子电池负极材料的Fe2+支撑的MXene。
以上所述用于钠离子电池负极材料的Fe2+支撑的MXene的制备方法，所说的MXene为Ti3C2Tx，或者Ti2CTx，或者V2CTx，或者Mo3C2Tx。
以上所述用于钠离子电池负极材料的Fe2+支撑的MXene的制备方法，所说的FeCl2的浓度为0.005 mol/L，或者0.015 mol/L，或者0.025 mol/L，或者0.035 mol/L。
以上所述用于钠离子电池负极材料的Fe2+支撑的MXene的制备方法，所说的搅拌为磁力搅拌。
以上所述用于钠离子电池负极材料的Fe2+支撑的MXene的制备方法，所说的干燥为冷冻干燥。
实施例1
（1）配制浓度为0.005mol/L的FeCl2溶液10 mL；
（2）将50mg 单层MXene粉末加入10 mL去离子水中，冰浴超声1h得到MXene分散液；
（3）将步骤（2）得到的MXene分散液逐滴搅拌滴加入步骤（1）得到的FeCl2溶液中；
（4）室温下，搅拌反应12 h，然后3000rad/min离心洗涤三次，最后干燥得到Fe2+支撑的MXene。
实施例2
（1）配制浓度为0.015mol/L的FeCl2溶液10 mL；
（2）将50mg 单层MXene粉末加入10 mL去离子水中，冰浴超声1h得到MXene分散液；
（3）将步骤（2）得到的MXene分散液逐滴搅拌滴加入步骤（1）得到的FeCl2溶液中；
（4）室温下，搅拌反应12 h，然后3000rad/min离心洗涤三次，最后干燥得到Fe2+支撑的MXene。
实施例3
（1）配制浓度为0.025mol/L的FeCl2溶液10 mL；
（2）将50mg 单层MXene粉末加入10 mL去离子水中，冰浴超声1h得到MXene分散液；
（3）将步骤（2）得到的MXene分散液逐滴搅拌滴加入步骤（1）得到的FeCl2溶液中；
（4）室温下，搅拌反应12 h，然后3000rad/min离心洗涤三次，最后干燥得到Fe2+支撑的MXene。
实施例4
（1）配制浓度为0.035mol/L的FeCl2溶液10 mL；
（2）将50mg 单层MXene粉末加入10 mL去离子水中，冰浴超声1h得到MXene分散液；
（3）将步骤（2）得到的MXene分散液逐滴搅拌滴加入步骤（1）得到的FeCl2溶液中；
（4）室温下，搅拌反应12 h，然后3000rad/min离心洗涤三次，最后干燥得到Fe2+支撑的MXene。
以上所述为本发明实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的领域技术，均同理包括在本发明专利保护范围内。

Claims (5)

1.用于钠离子电池负极材料的Fe2+支撑MXene的简易制备方法，其步骤为：将FeCl2按一定浓度溶于去离子水得到FeCl2水溶液；将单层MXene粉末超声分散于去离子水得到MXene分散液；将MXene分散液搅拌下缓慢加入FeCl2水溶液，搅拌12 h后将所得沉淀洗涤干燥，即得到用于钠离子电池负极的Fe2+支撑的MXene，其具体操作步骤：
（1）配制一定浓度的FeCl2溶液10 mL；
（2）将50 mg 单层MXene粉末加入10 mL去离子水，冰浴超声1 h得到MXene分散液；
（3）将步骤（2）所得MXene分散液在搅拌下缓慢加入步骤（1）所得FeCl2溶液中；
（4）室温下搅拌12 h， 3000 rad/min离心洗涤三次，干燥得到可用于钠离子电池负极材料的Fe2+支撑的MXene。
2.根据权利要求1所述的用于钠离子电池负极材料的Fe2+支撑的MXene的简易制备方法，其特征在于：所说的MXene为Ti3C2，Ti2C，和Mo3C2。
3.根据权利要求1所述的用于钠离子电池负极材料的Fe2+支撑的MXene的简易制备方法，其特征在于：所说的FeCl2的浓度为0.005 mol/L，0.015 mol/L，0.025 mol/L和0.035mol/L。
4.根据权利要求1所述的用于钠离子电池负极材料的Fe2+支撑的MXene的简易制备方法，其特征在于：所说的搅拌为磁力搅拌。
5.根据权利要求1所述的用于钠离子电池负极材料的Fe2+支撑的MXene的简易制备方法，其特征在于：所说的干燥为冷冻干燥。
CN201910412638.9A 2019-05-17 2019-05-17 用于钠离子电池负极材料的Fe2+支撑MXene的制备方法 Pending CN110165172A (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201910412638.9A CN110165172A (zh) 2019-05-17 2019-05-17 用于钠离子电池负极材料的Fe2+支撑MXene的制备方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201910412638.9A CN110165172A (zh) 2019-05-17 2019-05-17 用于钠离子电池负极材料的Fe2+支撑MXene的制备方法

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN110165172A true CN110165172A (zh) 2019-08-23

Family

ID=67631079

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201910412638.9A Pending CN110165172A (zh) 2019-05-17 2019-05-17 用于钠离子电池负极材料的Fe2+支撑MXene的制备方法

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN110165172A (zh)

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN106099064A (zh) * 2016-08-03 2016-11-09 常州大学 一种SnS2/CNTs复合纳米材料的制备方法及其作为钠离子电池负极材料的应用
CN106229488A (zh) * 2016-08-26 2016-12-14 浙江工业大学 一种氧化物柱撑MXene复合材料及其应用
US20180342730A1 (en) * 2017-05-23 2018-11-29 The Hong Kong Polytechnic University MnO2 ANODE FOR LI-ION AND NA-ION BATTERIES
CN109402662A (zh) * 2018-12-14 2019-03-01 哈尔滨工业大学 一种硒化钼二维层状碳化钛复合材料的制备方法

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN106099064A (zh) * 2016-08-03 2016-11-09 常州大学 一种SnS2/CNTs复合纳米材料的制备方法及其作为钠离子电池负极材料的应用
CN106229488A (zh) * 2016-08-26 2016-12-14 浙江工业大学 一种氧化物柱撑MXene复合材料及其应用
US20180342730A1 (en) * 2017-05-23 2018-11-29 The Hong Kong Polytechnic University MnO2 ANODE FOR LI-ION AND NA-ION BATTERIES
CN109402662A (zh) * 2018-12-14 2019-03-01 哈尔滨工业大学 一种硒化钼二维层状碳化钛复合材料的制备方法

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Kong et al. A bifunctional perovskite promoter for polysulfide regulation toward stable lithium–sulfur batteries
Xie et al. High-capacity molecular scale conversion anode enabled by hybridizing cluster-type framework of high loading with amino-functionalized graphene
Trócoli et al. An aqueous zinc‐ion battery based on copper hexacyanoferrate
CN105742602B (zh) 一种钠离子电池负极用Sn/MoS2/C复合材料及其制备方法
CN109786748A (zh) 一种锂硫电池正极片及其制备方法、锂硫电池
CN105514378B (zh) 一种仿细胞结构锂硫电池正极复合材料及其制备方法
CN104272523A (zh) 一种锌离子可充电电池及其制造方法
CN102347471A (zh) 锂镍钴锰氧化物复合材料颗粒及其制备方法，以及电池
JP2016536753A (ja) レドックスフロー電池及びフロー電池の充電状態を平衡させるための方法
CN102347473A (zh) 锂离子电池正极复合材料颗粒及其制备方法
CN104766971B (zh) 正极材料,含有正极材料的水系电池
CN108217623A (zh) 木质素基硬碳微球及其制备方法和应用
CN111525127A (zh) 一种石墨烯基磷化钴负极材料及其制备和应用
CN107317002B (zh) 一种普鲁士蓝类复合硅负极材料及其制备方法
CN107342401B (zh) 导电聚合物/离子聚合物/石墨烯多功能膜层包覆碳/硫复合正极材料及其制备方法
CN106848220B (zh) 一种石墨烯-氧化铁-石墨烯复合结构电池负极材料的制备方法
CN104979566A (zh) 复合电极及其制备方法和用途
CN106328950A (zh) 正极材料及电池
Lei et al. A highly reversible low-cost aqueous sulfur–manganese redox flow battery
CN102447105A (zh) 镍酸锂复合材料及其制备方法以及锂离子电池
Liang et al. High-Entropy MXene as Bifunctional Mediator toward Advanced Li–S Full Batteries
CN110048094A (zh) 一种用于液相锌离子电池的自支撑复合薄膜及其制备方法
CN102347470A (zh) 钴酸锂复合材料颗粒及其制备方法，以及锂离子电池
CN105932265A (zh) 一种锂硫电池正极、制备方法及其应用
Sun et al. Cerium oxysulfide with O–Ce–S bindings for efficient adsorption and conversion of lithium polysulfide in Li–S batteries

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
RJ01 Rejection of invention patent application after publication

Application publication date: 20190823

RJ01 Rejection of invention patent application after publication