[发明专利]一种富含氧空位的二氧化锡量子点/二维纳米碳化钛复合材料的制备方法及应用

说明书

本发明公开一种富含氧空位的SnO₂量子点/Ti₃C₂T_x MXene复合材料的制备方法，是先将Ti₃AlC₂粉末刻蚀形成Ti₃C₂T_x MXene，然后在溶剂热条件下，五水合四氯化锡、Ti₃C₂T_x MXene、尿素和邻菲罗啉发生反应，形成富含氧空位的SnO₂量子点/Ti₃C₂T_x MXene复合材料。该制备方法简单、成本低，且制得的富含氧空位的SnO₂量子点/Ti₃C₂T_x MXene复合材料具有高的比容量、良好的倍率性和循环稳定性，可用作锂离子电容器的负极材料，具有很好的应用前景。

技术领域

本发明涉及锂离子电容器技术领域，具体涉及的是一种富含氧空位的二氧化锡量子点/二维纳米碳化钛(Ti₃C₂T_x MXene)复合材料的制备方法及该复合材料作为锂离子电容器负极材料的应用。

背景技术

双电层电容器依靠电极表面吸附电解质中的离子形成双电层进行储能，因而具有功率密度高、充放电速度快和循环寿命长等优点，但与二次电池相比，其能量密度较低。锂离子电池依靠锂离子在正负极间嵌入和脱出进行储存和释放能量，具有高的能量密度；但与双电层电容器相比，其功率密度较低。由双电层电容器正极和锂离子电池负极构成的锂离子电容器兼具双电层电容器和锂离子电池的优点，拥有高的能量密度和功率密度，具有更广泛的应用前景，是当前研究热点之一。

SnO₂具有高的理论比容量，低的锂化电位，低的成本和环境友好等优点，因此SnO₂作为锂离子电容器的负极材料被广泛研究。但是仍有两个关键问题需解决：1)低的电导率导致锂离子/电子迁移缓慢，从而影响锂离子电容器的功率密度；2)锂离子在正负极间的嵌入/脱出过程中会引起SnO₂巨大的体积变化，从而降低锂离子电容器的循环稳定性。

发明内容

本发明的目的在于提供一种富含氧空位的二氧化锡量子点/二维纳米碳化钛(Ti₃C₂T_x MXene)复合材料的制备方法，该制备方法简单、成本低，且制得的富含氧空位的SnO₂量子点/Ti₃C₂T_x MXene复合材料具有高的比容量、良好的倍率性和循环稳定性。

本发明的目的还在于提供上述富含氧空位的SnO₂量子点/Ti₃C₂T_x MXene复合材料作为锂离子电容器负极材料的应用，具有很好的应用前景。

为了达成上述目的，本发明的解决方案是：

一种富含氧空位的二氧化锡量子点/二维纳米碳化钛(Ti₃C₂T_x MXene)复合材料的制备方法，包括以下步骤：

步骤1、先将商品化的Ti₃AlC₂粉末加入到由HCl与LiF组成的混合溶液中，在30～60℃下搅拌6～36h，进行刻蚀反应，接着将反应后的固体产物依次进行洗涤、干燥，得到Ti₃C₂T_x MXene粉末；