[发明专利]一种黑磷负极骨架材料、其制备方法及应用

权利要求书

1.一种黑磷负极骨架材料的制备方法，包括以下步骤：

A1)将黑磷与插层溶剂混合，超声处理后，得到溶剂插层黑磷材料；

B1)将所述溶剂插层黑磷材料、导电炭黑和第一粘结剂混匀，得到的浆料复合在第一导电集流体上，干燥后，得到黑磷负极骨架材料。

2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤A1)中，所述插层溶剂包括N-甲基吡咯烷酮、乙醇和甲醇中的至少一种；

所述插层溶剂与黑磷的质量比为5～500：1；

所述超声处理的功率为200～1500W，时间为2～50h。

3.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤B1)中，所述第一粘结剂包括聚偏氟乙烯、聚四氟乙烯、羧甲基纤维素钠和丁苯橡胶中的至少一种；

所述溶剂插层黑磷材料、导电炭黑和第一粘结剂的质量比为6.5～7.5：1.5～2.5：0.5～1.5；

所述第一导电集流体包括铜箔或柔性碳布。

4.权利要求1～3任意一项制备方法制备的黑磷负极骨架材料。

5.一种镁/黑磷复合负极，包括：

黑磷负极骨架材料；

以及沉积在所述黑磷负极骨架材料上的镁；

所述黑磷负极骨架材料为权利要求4所述的黑磷负极骨架材料。

6.一种镁离子电池，其特征在于，所述镁离子电池的负极为权利要求4所述的黑磷负极骨架材料，或所述镁离子电池的负极为权利要求5所述的镁/黑磷复合负极。

7.根据权利要求6所述的镁离子电池，其特征在于，所述镁离子电池的负极为权利要求4所述的黑磷负极骨架材料时，所述镁离子电池的正极为镁电极；

所述镁离子电池的负极为权利要求5所述的镁/黑磷复合负极时，所述镁离子电池的正极按照以下方法进行制备：

A3)将金属盐溶解于有机溶剂中，加入氨水油浴加热回流，得到金属氧化物量子点；

B3)将所述金属氧化物量子点与硫源混合，溶剂热反应后，干燥，得到纳米硫化物正极材料；

C3)将所述纳米硫化物正极材料、导电炭黑和第二粘结剂混匀，得到的浆料复合在第二导电集流体上，干燥后，得到纳米硫化物正极片。

8.根据权利要求7所述的镁离子电池，其特征在于，步骤A3)中，所述金属盐包括醋酸盐、硝酸盐和金属氯化物中的至少一种，所述金属盐中的金属元素包括铜、锌、锰、铁和镍中的至少一种；所述有机溶剂包括乙醇、乙二醇和甲醇中的至少一种；

所述有机溶剂与金属盐的质量比为10～500：1；

所述氨水与金属盐的质量比为1～50：1；

所述加热回流的温度为90～150℃，时间为1～12h。

9.根据权利要求7所述的镁离子电池，其特征在于，所述硫源包括硫脲、硫代乙酰胺和硫磺中的至少一种；

所述金属氧化物量子点与硫源的质量比为1：2～5；

所述溶剂热反应的温度为140～200℃，时间为10～24h；

所述纳米硫化物正极材料的颗粒粒径小于50nm。

10.根据权利要求7所述的镁离子电池，其特征在于，步骤C3)中，所述第二粘结剂包括聚偏氟乙烯、聚四氟乙烯、羧甲基纤维素钠和丁苯橡胶中的至少一种；

所述纳米硫化物正极材料、导电炭黑和第二粘结剂的质量比为7.5～8.5：0.5～1.5：0.5～1.5；

所述第二导电集流体包括铜箔或柔性碳布。