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专利号: 202110601936X
申请人: 青岛科技大学
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
专利领域: 基本电气元件
更新日期:2024-02-23
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.一种KOH插层MXene/CNFs复合电极材料的制备方法,其特征在于,具体包括如下步骤:S1:将MAX相Ti3AlC2利用LiF和浓HCl刻蚀,刻蚀后离心洗涤直至pH为中性,并在惰性气体氛围中冰浴超声,分散成均匀混合的Ti3C2水溶液,离心得到Ti3C2沉淀,冷冻干燥制备得到MXene相Ti3C2;

S2:取步骤S1制备的MXene相Ti3C2浸泡在KOH溶液中,惰性气氛下搅拌4h左右,之后离心,重复进行3‑4遍,制备得到的沉淀冷冻干燥,制备得到KOH‑Ti3C2粉末;

S3:将步骤S2制备的KOH‑Ti3C2粉末在管式炉惰性气氛煅烧得到KOH‑Ti3C2‑400粉末;

S4:取PAN加入到DMF溶液中,搅拌得到静电纺丝前驱体溶液A;

S5:取步骤S3得到的KOH‑Ti3C2‑400粉末,加入到步骤S4的静电纺丝前驱体溶液A,在室温下搅拌至完全溶解且混合均匀,得到纺丝液B;

S6:利用静电纺丝装置,将步骤S5中纺丝液放置于注射器中,将纺丝液喷射到带有铝箔的铜集电板上,真空干燥后得到复合材料C;

S7:将S6中得到的复合材料C在惰性气体中进行高温退火,得到KOH插层MXene/CNFs复合电极材料;

S8:将S7退火得到的KOH插层MXene/CNFs复合电极材料用于安装锂离子电容器进行性能测试;

步骤S2中KOH溶液的浓度为1.8M,步骤S3中管式炉惰性气氛煅烧条件为:惰性气氛中以

30℃/min的升温速率煅烧至400℃,保温1‑2h;

所述KOH插层MXene/CNFs复合电极材料包括手风琴状MXene相Ti3C2和碳纳米纤维,所述Ti3C2均匀的镶嵌在碳纳米纤维中,所述手风琴状MXene 相Ti3C2所占质量比例为7wt%‑

16wt%。

2.如权利要求1所述的制备方法,其特征在于,步骤S1中刻蚀条件为30℃‑40℃下水浴刻蚀22h‑26h,步骤S1中冷冻干燥时间为10h以上。

3.如权利要求1所述的制备方法,其特征在于,步骤S4中PAN加入与DMF的质量比为1:6‑

9。

4.如权利要求1所述的制备方法,其特征在于,步骤S6中将步骤S5中纺丝液放置于注射器中,所用针头型号为18G,在18‑20KV高压下使得纺丝纤维喷射到带有铝箔的铜集电板上,其中推胶速率为0.5‑0.9mL/h,针头到集电板的距离为18‑20cm。

5.如权利要求1所述的制备方法,其特征在于,步骤S7中退火温度为400℃‑600℃,退火时间为2h‑6h。

6.如权利要求1所述的制备方法,其特征在于,步骤S8性能测试的电解液为1.15M LiPF6溶液,测试电压范围为0.5‑4.5V。

7.如权利要求1所述 的制备方法,其特征在于,所述惰性气体为氮气、氩气的一种。