[发明专利]基于不同层数的V2

说明书

本发明涉及Vsubgt;2/subgt;CTsubgt;x/subgt;材料技术领域，具体的说是基于不同层数的Vsubgt;2/subgt;CTsubgt;x/subgt;材料的制备方法及电容器制备方法；首先，使用NaF和HCl的混合溶液刻蚀Vsubgt;2/subgt;AlCMAX相粉末，通过离心洗涤、冷冻干燥制备手风琴结构的Vsubgt;2/subgt;CTsubgt;x/subgt;粉末，然后使用有机碱TBAOH插层处理，通过超声及不同转速离心制备多层和少层的Vsubgt;2/subgt;CTsubgt;x/subgt;粉末，Vsubgt;2/subgt;CTsubgt;x/subgt;作为一种新型的二维材料，具有比表面积大、表面官能团丰富、水溶性好等优点；另外，通过电泳沉积Vsubgt;2/subgt;CTsubgt;x/subgt;制备柔性电极，与锌负极和硫酸锌水凝胶封装可得到一种不需要添加任何粘结剂和导电剂且电化学性能优良的柔性锌离子混合电容器，比起传统的柔性电极制备工艺成本低，有望规模生产。

技术领域

本发明涉及V₂CT_x材料技术领域，具体的说是基于不同层数的V₂CT_x材料的制备方法及电容器制备方法。

背景技术

柔性电子设备的快速发展推动了对具有高能量密度、高功率密度、长循环寿命和卓越安全性的有效电化学储能设备的研究；水系锌离子混合电容器结合了电池和电容器的优点，同时表现出高能量密度和功率密度，锌离子混合电容器通常由电池型电极、电容型电极和锌基电解液组成，根据其储能技术，锌离子混合电容器可以分为两类，电池型正极//电容型负极和电容型正极//电池型负极(主要包括金属锌或改性金属锌)；由于丰富的金属锌具有大的理论容量(体积：5849mAh cm^-3；重量：819mAh g^-1)和水溶液中低的氧化还原电位(-0.76V vs.标准氢电极)，因此以金属锌为负极的锌离子混合电容器被认为是锂离子电池和超级电容器的优秀替代品；此外，在锌负极上Zn²⁺的快速沉积和剥离确保了其高的能量密度和优异的抗自放电性能；因此，以锌为负极的水系锌离子混合电容器更适合于柔性的可穿戴和集成系统的应用；

二维金属碳化物和氮化物(MXenes)由于其优异的导电性、大的比表面积、丰富的表面官能团和微观结构的可调性，已被广泛研究应用于能量储存，特别是电池和超级电容器，到目前为止，Ti₃C₂T_x MXene由于其相对成熟的合成工艺而被广泛研究，然而，Ti₃C₂T_xMXene电压窗口较窄(在水溶液中小于0.6V)，使得其电化学性能难以改善，另一种新出现的V₂CT_x MXene不仅在水溶液中具有超过1V的高电压窗口，而且还表现出低原子层数和钒的可变价态，此外，V₂CT_x由大量的V-C-V单层组成，表现出许多有序的纳米通道，拥有更多的活性位点，有利于锌离子的扩散；因此，二维V₂CT_x显示出优良的电化学性能，使其成为锌离子混合电容器中更有希望的候选者；

如论文“Delaminating Vanadium Carbides for Zinc-Ion Storage:HydratePrecipitation and H⁺/Zn²⁺Co-Action Mechanism.”(Wang C，Wei S，Chen S，et al.SmallMethods，2019，3(12)：1900495)”，公开了V₂CT_x作为锌离子储能器件的电极材料，但该文献公开的技术存在如下缺陷或不足：

(1)所制备的V₂CT_x通过与碳纳米管复合制备的高性能的电极，成本高，工艺复杂；

(2)所制作的扣式锌离子储能器件无法满足柔性电子器件发展的需求；