[发明专利]一种V2

说明书

一种V₂CT_x/NiV‑LDH复合材料的制备方法和应用，它涉及一种V₂CT_x/NiV‑LDH复合材料的制备方法和应用。本发明的目的是要解决单独V₂CT_x作为电极材料电容性不理想的问题：一、制备V₂CT_x；二、制备V₂CT_x/NiV‑LDH：一种V₂CT_x/NiV‑LDH复合材料作为超级电容器电极材料使用。本发明可获得一种V₂CT_x/NiV‑LDH复合材料并应用于超级电容器材料，表现出优异的电化学性能。

技术领域

本发明涉及一种V₂CT_x/NiV-LDH复合材料的制备方法和应用。

背景技术

随着化石燃料的过度消耗和环境污染的日益严重，发展清洁和可再生能源(如太阳能、潮汐能和风能)和电动汽车已成为当今时代可持续经济的有效战略。电化学储能设备被认为是解决全球能源危机最有效的方法之一，其中电池和超级电容器一直是两大主导设备。特别是，超级电容器可以在几秒钟内储存能量因此在能源存储领域具有重要意义。然而，低能量密度阻碍了超级电容器的实际应用范围。因此，近年来许多研究致力于开发高性能电极材料提高超级电容器的能量密度。

MXene代表二维过渡金属碳化物、氮化物和碳氮化物。它的化学式是M_n+1X_nT_x，其中M是一种过渡金属，X是一种碳或氮元素，n通常为1、2或3，T_x表示M层和X层之间的化学基团(例如：-OH和-F)。MXene在超级电容器、Li/Na离子电池、电磁干扰屏蔽领域具有广阔的应用前景。MXene(如Ti₃C₂、Ti₂C、Nb₂C、V₂C和Ti₃CN)不仅具有高柔韧性、大表面积、良好的导电性、丰富的表面官能团，而且具有良好的亲水性。这些优势满足了制造高性能超级电容器的要求。然而，纯MXene(V₂CT_x)的比电容并不理想。从而限制了其作为超级电容器电极材料的进一步应用。而在V₂CT_x中引入新的功能性组分，不但可以提高V₂CT_x的电容性能，而且可以赋予V₂CT_x更加丰富的功能特性。因此，设计合成新型V₂CT_x基复合材料，可以有望得到具有优异电化学性能的电极材料。

目前，通过结构设计构建V₂CT_x基复合材料是提高电容性、能量密度、循环稳定性的有效方法之一。选择适合的材料与V₂CT_x复合，通过有效的复合构建具有理想结构的复合材料。实现，具有更大比表面积的复合电极材料以提供更多的活性位点，从而提高电容性能。V₂CT_x和LDH的结合得到的复合材料具有较大的比电容，主要是由于以下原因：(一)、LDH通常具有高的理论比电容，通过有效结合可以提高V₂CT_x的电化学性能；(二)、V₂CT_x能够有效改善LDH电导率低这一问题，通过二者的协同效应从而提高了复合材料的电化学性能；(三)、层状结构在增加复合材料的表面积同时也为电解质提供了额外的缓冲空间，扩大了电解质与纳米结构之间的可接近界面，从而缩短了电子和离子的扩散路径，并改善了电化学动力学。目前，运用结构设计V₂CT_x基复合材料用作超级电容器电极材料的研究还处于初步阶段。

发明内容