一种高活性mxene\cf复合电极材料及其在钒电池中的应用
技术领域
1.本发明属于电池材料及能源存储技术领域，具体涉及一种高活性的mxene\cf复合电极材料的制备方法及其在钒电池中的应用。
背景技术：
2.随着传统化石能源的日益枯竭和环境污染的逐渐加剧，发展清洁高效的可再生能源非常迫切。由于风能、太阳能等可再生能源存在不稳定性和不连续性，以大规模储能技术为支撑是将清洁能源稳定输出和高效利用的有效途径。钒电池作为一种极具发展前景的大规模储能装置，具有循环寿命长、储能容量大、设计灵活以及绿色环保等优点，受到了研究者们的热切关注。
3.电极材料是电化学反应发生的场所，是实现能量存储与转化的核心材料，对电池性能具有决定性影响。设计高性能先进电极材料，可有效降低电池极化，提升电池在大电流密度下的运行稳定性和能量效率。
4.聚丙烯腈(pan)基多孔碳纤维毡是钒电池中最常用电极材料，具有良好的机械性能，丰富的孔隙，较低的成本以及优异的化学稳定性。但其电化学反应活性相对较差，严重限制了钒电池性能。开发具有优异电催化活性的新型电极材料可有效提升钒电池电极反应动力学。有研究表明，钒电池负极反应过程比正极过程更难进行，其电化学反应速率常数以及活性离子的扩散系数均明显低于正极反应。因此，针对负极反应设计具有优异电催化活性的负极材料能够进一步提升钒电池性能。
技术实现要素：
5.针对上述存在的技术问题，本发明采用无压烧结法结合简单的微波辅助剥离技术制备具有二维结构的mxene材料，而后利用物理吸附将其粘结至碳毡纤维表面，得到一种新型的mxene\cf复合电极材料。该材料对钒电池负极过程显示出优异的电催化活性，可有效降低电池极化，提升电池能量效率。
6.为实现上述目的，本发明采用的技术方案是：一种高活性mxene\cf复合电极材料，制备方法包括如下步骤：
7.1)将适量的ti粉、al粉和c粉充分混合，并在氩气保护下进行无压烧结，得到ti3alc2粉末；
8.具体为：按摩尔比，ti粉:al粉:c粉＝(3.0～3.5):(0.8～1.2):(2～2.3)，取ti粉、al粉和c粉放入混料机中进行混合，将所得混合物置于真空管式炉中，在氩气保护下，以10℃/min的升温速度从室温升到800～850℃，再以6℃/min的升温速度升温到1300～1400℃，再以4℃/min的升温速
声明：
“高活性MXene\CF复合电极材料及其在钒电池中的应用” 该技术专利(论文)所有权利归属于技术(论文)所有人。仅供学习研究，如用于商业用途，请联系该技术所有人。
我是此专利(论文)的发明人(作者)
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编辑：中冶有色网
来源：辽宁大学
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2025年06月13日 ~ 15日 
