[发明专利]一种V2

说明书

本发明的一种V₂C‑MXene/钴镍双金属氢氧化物复合材料制备方法，属于电化学储能技术领域。制备过程为：通过特定酸刻蚀制备出V₂C‑MXene纳米材料后，以V₂C‑MXene为基体，一步水热法实现钴镍金属离子在V₂C‑MXene表面的原位生长，从而得到具有V₂C‑MXene与钴镍双金属氢氧化物交替堆叠结构的V₂C‑MXene/钴镍双金属氢氧化物复合材料。该复合材料兼具了MXene材料优异导电性和结构稳定性，以及双金属氢氧化物较高的比表面积与储锂能力，展现出了很好的电化学性能，比表面积可达50.25‑70.00m²·g^‑1，首次放电比容量可达500mAh·g^‑1以上。

技术领域：

本发明属于电化学储能技术领域，具体涉及一种V₂C-MXene/钴镍双金属氢氧化物复合材料制备方法。

背景技术：

近年来，随着社会的快速发展，人们在各个领域对能源的需求都急剧增加，煤、石油和天然气等传统能源已经远远不能满足人们的生产生活需求。另外，传统能源的日益枯竭所带来的环境问题也逐渐成为人类生存和发展所面临的重要问题。锂离子电池因其质量较轻、环境友好、能量密度较高以及循环稳定性好等诸多优势而具有十分广阔的应用前景，目前已经在通信、新能源汽车以及军工等诸多领域得到了广泛的应用。

负极材料的选择是决定锂离子电池电化学性能优劣的关键性因素。过渡金属碳化物和氮化物(MXene)材料是一类具有二维层状结构的新型纳米材料，其在电化学性能方面与石墨烯近似，具有极高的体积电容和可逆性，同时又因其特殊的元素组成及表面官能团，具有良好的机械强度、导电、亲水、化学稳定性等诸多优势，因此在锂离子电池负极材料领域具有很好的应用前景。但是MXene材料本身也存在着理论容量较低等缺陷。

钴镍双金属氢氧化物材料(CoNi-LDH)由于其双金属的协同效应而具有较高的电化学活性，从而展现出了很高的理论比电容。此外，其本身具备的低成本和可控的层间结构等优势都使得其在锂离子电池负极材料方面拥有很好的应用前景。然而，层状双金属氢氧化物材料(LDHs)本身存在导电性不好和结构稳定性较差等问题。因此，将LDHs引入到MXene层间结构中，形成MXene/钴镍双金属氢氧化物复合结构，用作锂离子电池负极材料，既具备良好的导电性和结构稳定性，又兼有较高的锂离子储存能力，可以综合提升负极材料的电化学性能。

发明内容：

本发明的目的是克服上述现有技术存在的不足，提供一种V₂C-MXene/钴镍双金属氢氧化物复合材料制备方法，选用一种具备高理论容量的纳米材料-钴镍双金属氢氧化物，通过静电吸附作用使得钴镍双金属氢氧化物在V₂C-MXene表面原位生长，从而形成一种V₂C-MXene/钴镍双金属氢氧化物复合材料。该方法利用了MXene与LDHs两种本身的结构特点，形成了两者相互堆叠的结构。作为电极材料能够兼具两者的优势，展现出了良好的电化学性能。

为实现上述目的，本发明采用以下技术方案：

一种V₂C-MXene/钴镍双金属氢氧化物复合材料制备方法，其步骤如下：

步骤一：制备层状V₂C-MXene纳米材料

(1)按体积比，盐酸溶液：氟化钠溶液＝(1-3)：1，将氟化钠溶液加入盐酸溶液中搅拌以得到均匀的盐酸和氟化钠混合液，然后缓慢加入V₂AlC溶液，不断搅拌后，得到均匀分散的黑色混合溶液，其中，所述的氟化钠溶液浓度为3-6mol/L，碳化铝钒溶液浓度为2.5-6mol/L，盐酸溶液质量分数为32-38wt％，按体积比，V₂AlC溶液：(氟化钠溶液+盐酸溶液)＝1：(15-25)；