[发明专利]一种柔性三维层状MXene@铟复合膜及其制备方法和应用

权利要求书

1.一种三维层状MXene@In复合膜，其特征在于，所述三维层状MXene@In复合膜包括柔性自支撑三维层状MXene膜，以及负载在柔性自支撑三维层状MXene膜上的金属铟。

2.权利要求1所述的三维层状MXene@In复合膜的制备方法，其特征在于，所述制备方法，包括：制备三维层状MXene膜；在三维层状MXene膜上电沉积金属铟。

3.如权利要求2所述的制备方法，其特征在于，所述制备三维层状MXene膜包括：均质MXene胶体溶液，将所述MXene胶体溶液通过抽滤、干燥制得；

优选的，所述均质MXene胶体溶液的制备方法包括：将MAX相的粉末加入酸和氟化物的混合溶液中搅拌，加水、离心，形成剥离的少层或单层的MXene体溶液。

4.如权利要求3所述的制备方法，其特征在于，所述MAX相粉末包括Ti₃AlC₂、Nb₄AlC₃、Ti₃SiC₂、Ta₄SiC₃、Nb₄SiC₃、Ti₂AlC、Ta₄AlC₃、TiNbAlC、(V_0.5Cr_0.5)₃AlC₂、Mo₃AlC₂、V₂AlC、Nb₂AlC、Ti₃AlCN、Ti₂SiC、TiNbSiC、(V_0.5Cr_0.5)₃SiC₂、V₂SiC、Nb₂SiC、或Ti₃SiCN中的一种或两种以上的混合物；

优选的，所述酸包括盐酸、醋酸、葡萄糖酸、柠檬酸、草酸、碳酸、硫酸中的一种或两种以上的混合物；

优选的，所述氟化物包括氟化锂、氟化钠、氟化钾、氟化锌、氟化铝、氟化钙中的一种或两种以上的混合物；

优选的，所述MAX相的粉末与氟化物的质量比为1:1～5；

优选的，所述离心转速为3000～4000r/min(优选3500r/min)；

优选的，所述干燥为真空干燥，优选干燥温度为50～70℃(优选为60℃)。

5.如权利要求2所述的制备方法，其特征在于，所述在三维层状MXene膜上电沉积金属铟的具体方法包括：制备铟盐的电沉积液，在两电极/三电极体系中，以金属铂做对电极，以MXene膜做工作电极，在MXene膜上恒电流电沉积金属铟，干燥即得。

6.如权利要求5所述的制备方法，其特征在于，

所述铟盐为氯化铟、硫酸铟等中的任意一种，优选氯化铟；

优选的，所述电沉积液中的溶剂包括去离子水、无水乙醇、乙二醇、二甲二甲亚砜等中的一种或两种以上的混合物，优选去离子水；

优选的，所述铟盐的电沉积液浓度为0.001～0.003mol/L；

优选的，所述电沉积的电流为1～2mA/cm²；

优选的，所述干燥条件为在50～70℃(优选为60℃)下干燥10～14h(优选为12h)。

7.权利要求1所述三维层状MXene@In复合膜或权利要求2-6任一项所述制备方法制备得到的三维层状MXene@In复合膜在作为锂金属负极集流体中的应用。

8.一种锂金属电池负极，其特征在于，所述锂金属电池负极包括锂金属电池负极集流体，以及负载在锂金属电池负极集流体上的金属锂。

9.权利要求8所述的锂金属负极的制备方法，其特征在于，所述制备方法包括通过恒电流在锂金属负极集流体上电沉积金属锂。

10.一种锂金属电池，其特征在于，所述电池包括权利要求1所述三维层状MXene@In复合膜、权利要求7所述锂金属负极集流体和/或权利要求8所述锂金属负极。