[发明专利]一种锂离子电池炭负极及其制备方法和应用

权利要求书

1.一种锂离子电池炭负极的制备方法，包括以下步骤：

(1)将嵌锂炭材料与MXene分散液混合得到混合浆料；所述嵌锂炭材料与MXene分散液中的MXene的质量比为(5～19):1；所述嵌锂炭材料的粒径为0.5～3μm；所述MXene片层的直径为5～30μm；所述的MXene的片层层数为1～5层；

(2)将所述步骤(1)得到的混合浆料涂覆在金属集流体上，干燥后得到锂离子电池炭负极。

2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述步骤(1)中的嵌锂炭材料包括天然石墨、人造石墨、硬炭、软炭和中间相炭微球中的一种或多种。

3.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述步骤(1)中的MXene包括Ti₃C₂T_x、Ti₂CT_x、Ti₂NT_x、Ti₃N₂T_x、V₂CT_x、Mo₂CT_x、Nb₂CT_x、Nb₄C₃T_x、Cr₂CT_x、Mo₂TiC₂T_x和Mo₂Ti₂C₃T_x中的一种或多种。

4.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述步骤(1)中的MXene分散液的浓度为1～20mg/mL。

5.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述步骤(1)中MXene分散液的溶剂包括去离子水、二甲基甲酰胺、氮甲基吡咯烷酮、异丙醇、乙醇、四氢呋喃和二甲基亚砜中的一种或多种。

6.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述步骤(2)中的涂覆包括流延、刮涂或挤压涂布。

7.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述步骤(2)中的金属集流体包括铜箔或泡沫铜。

8.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述步骤(2)中的干燥的温度为25～120℃，干燥的时间为4～20h。

9.权利要求1～8任一项所述制备方法制备得到的锂离子电池炭负极，包括金属集流体和附着于所述金属集流体表面的嵌锂炭材料和MXene；所述金属集流体的厚度为4～10μm；附着于所述金属集流体表面的所述嵌锂炭材料和MXene的厚度为30～200μm。

10.权利要求9所述的锂离子电池炭负极在锂离子电池中的应用，所述锂离子电池的电解液体系为六氟磷酸锂溶于酯类和醚类溶剂。