一種高活性mxene\cf復合電極材料及其在釩電池中的應用
技術領域
1.本發明屬于電池材料及能源存儲技術領域，具體涉及一種高活性的mxene\cf復合電極材料的制備方法及其在釩電池中的應用。
背景技術：
2.隨著傳統化石能源的日益枯竭和環境污染的逐漸加劇，發展清潔高效的可再生能源非常迫切。由于風能、太陽能等可再生能源存在不穩定性和不連續性，以大規模儲能技術為支撐是將清潔能源穩定輸出和高效利用的有效途徑。釩電池作為一種極具發展前景的大規模儲能裝置，具有循環壽命長、儲能容量大、設計靈活以及綠色環保等優點，受到了研究者們的熱切關注。
3.電極材料是電化學反應發生的場所，是實現能量存儲與轉化的核心材料，對電池性能具有決定性影響。設計高性能先進電極材料，可有效降低電池極化，提升電池在大電流密度下的運行穩定性和能量效率。
4.聚丙烯腈(pan)基多孔碳纖維氈是釩電池中最常用電極材料，具有良好的機械性能，豐富的孔隙，較低的成本以及優異的化學穩定性。但其電化學反應活性相對較差，嚴重限制了釩電池性能。開發具有優異電催化活性的新型電極材料可有效提升釩電池電極反應動力學。有研究表明，釩電池負極反應過程比正極過程更難進行，其電化學反應速率常數以及活性離子的擴散系數均明顯低于正極反應。因此，針對負極反應設計具有優異電催化活性的負極材料能夠進一步提升釩電池性能。
技術實現要素：
5.針對上述存在的技術問題，本發明采用無壓燒結法結合簡單的微波輔助剝離技術制備具有二維結構的mxene材料，而后利用物理吸附將其粘結至碳氈纖維表面，得到一種新型的mxene\cf復合電極材料。該材料對釩電池負極過程顯示出優異的電催化活性，可有效降低電池極化，提升電池能量效率。
6.為實現上述目的，本發明采用的技術方案是：一種高活性mxene\cf復合電極材料，制備方法包括如下步驟：
7.1)將適量的ti粉、al粉和c粉充分混合，并在氬氣保護下進行無壓燒結，得到ti3alc2粉末；
8.具體為：按摩爾比，ti粉:al粉:c粉＝(3.0～3.5):(0.8～1.2):(2～2.3)，取ti粉、al粉和c粉放入混料機中進行混合，將所得混合物置于真空管式爐中，在氬氣保護下，以10℃/min的升溫速度從室溫升到800～850℃，再以6℃/min的升溫速度升溫到1300～1400℃，再以4℃/min的升溫速
聲明：
“高活性MXene\CF復合電極材料及其在釩電池中的應用” 該技術專利(論文)所有權利歸屬于技術(論文)所有人。僅供學習研究，如用于商業用途，請聯系該技術所有人。
我是此專利(論文)的發明人(作者)
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編輯：中冶有色網
來源：遼寧大學
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2025年07月18日 ~ 20日 
