[发明专利]多孔Ti3

说明书

本发明涉及多孔Ti₃C₂/SnO纳米材料及其制备方法，改材料可以作为钾离子电池电极负极。首先利用弱酸将Ti₃C₂氧化；然后通过强酸刻蚀掉Ti₃C₂表面氧化生成的TiO₂得到多孔Ti₃C₂；然后将多孔Ti₃C₂与SnCl₂·2H₂O按照混合后利用水热合成反应制备得到多孔Ti₃C₂/SnO，其中Ti₃C₂表面孔径为20nm～50nm，SnO纳米颗粒的直径为30nm‑80nm。本发明的有益效果是：多孔Ti₃C₂/SnO展现出较理想的倍率性能和循环稳定性。

技术领域

本发明属于钾离子电池电极材料和电化学技术领域，具体涉及多孔Ti₃C₂/SnO纳米材料及其制备方法，该材料可以作为钾离子电池负极活性材料。

背景技术

随着电动汽车、智能电网等大规模储能应用领域发展需求，稀有的锂资源分布不均必然会制约锂离子电池进一步发展。钾离子电池以其独特的优势(如钾资源丰富、分布均匀、价格低廉)脱颖而出，成为锂离子电池的有力竞争者。然而现有的钾离子电极材料虽具有良好的储钾能力，但由于钾离子半径较大等原因导致其储钾能力大打折扣。因此寻找合适的储钾材料以及针对现有的电极材料进行性能的改性和优化成为发展钾离子电池面临的重要挑战之一。较大的K⁺半径 (0.138nm)导致电极反应动力学变慢，并在循环过程中导致电极活性材料粉化。KIBs仍处于起步阶段，尚待开发具有高容量和良好循环稳定性的电极材料。石墨是最常用的材料，具有出色的导电性，较大的层间距(3.4nm)和279mAh g^-1的容量。然而，由于石墨阴极材料的低容量和容量保持率，其实际应用仍然具有挑战性。合金基复合材料是可以解决此问题的有效替代方法。Sn基负极材料被认为是钾离子电池电极中最有前途的材料，具有较高的理论容量。但是，低的电子电导率和体积膨胀导致反应动力学缓慢和循环稳定性差。

因此，开发高性能的钾离子电池材料对于新能源储能器件的开发以及应用具有十分重要的科学指导意义

发明内容

本发明针对现有SnO电极材料存在的不足之处，提供一种多孔 Ti₃C₂/SnO纳米材料及其制备方法和应用。

本发明所采取的技术方案是：

一种多孔Ti₃C₂/SnO纳米材料及其制备方法，其特征在于，首先利用弱酸将Ti₃C₂氧化,；然后通过强酸刻蚀掉Ti₃C₂表面氧化生成的 TiO₂得到多孔Ti₃C₂；然后将多孔Ti₃C₂与SnCl₂·2H₂O按照混合后利用水热合成反应制备得到多孔Ti₃C₂/SnO，其中Ti₃C₂表面孔径为20nm～50nm，SnO纳米颗粒的直径为30nm-80nm。

该方法具体包括如下步骤：

1)取Ti₃C₂粉末50mg分散在50ml去离子水中，超声半小时分散；

2)向步骤(1)中加入双氧水10ml，3000r min^-1磁力搅拌 15分钟；