用于锂离子电池阳极的MAX相材料及其制备方法转让专利
申请号 : CN202010030784.8
文献号 : CN113113597B
文献日 : 2022-04-29
发明人 : 黄庆 , 李友兵 , 李勉
申请人 : 中国科学院宁波材料技术与工程研究所
摘要 :
本发明公开了一种用于锂离子电池阳极的MAX相材料及其制备方法。所述用于锂离子电池阳极的MAX相材料的化学式为Mn+1AXn，其中M包括Sc、Ti、V、Zr、Nb、Mo、Hf中的任意一种或者两种以上的组合，A为Sn元素，X为C元素和/或N元素，n为1、2、3或4。该MAX相材料具有六方晶系结构，晶胞由Mn+1Xn单元与Sn原子交替堆垛而成。本发明获得的MAX相材料能够提供390 mAhg‑1（0.1Ag‑1）的锂离子存储容量，在1000次循环后(1Ag‑1)仍然保持90%容量，库仑效率接近100%，具有非常优异的循环稳定性和充放电可逆性，在高性能锂离子电池领域有巨大的应用潜力。
权利要求 :
1.一种用于锂离子电池阳极的MAX相材料的制备方法，其特征在于包括：将M材料、A材料、X材料和无机盐按（2 3）：(1 3)：(1 2)：(0 8)的摩尔比混合，并将所获~ ~ ~ ~
混合物于惰性气氛中在600℃～1300℃反应60 720 min，之后进行后处理，获得用于锂离子~
电池阳极的MAX相材料，所述M材料选自V、Ti、Zr、Hf中的任意一种或者两种以上的组合，所述A材料为Sn，所述无机盐选自NaCl、KCl、NaBr、KBr中的任意一种或两种以上的组合；
所述MAX相材料的化学表达式为Mn+1AXn，其中M选自V、Ti、Zr、Hf中的任意一种或者两种以上的组合，A为Sn，X为C、N元素中的任意一种或两种的组合，n为1、2、3或4；
所述MAX相材料具有六方晶系结构，空间群为P63/mmc，晶胞由Mn+1Xn单元与Sn原子交替堆垛而成，所述MAX相材料能够提供390mAh g‑1的锂储存容量，1000次循环后库伦效率仍为
100％，容量保持率为90％。
2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于：所述X材料包括CxNy，其中x+y=1。
3.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于：所述M材料为粉体，且粒度为500 nm 1 ~
μm；和/或，所述A材料为粉体，且粒度为500 nm 1 μm。
~
4.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于：所述X材料为粉体，且粒度为500 nm 1 ~
μm；和/或，所述无机盐为粉体，且粒径为500 nm 1 mm。
~
5.由权利要求1‑4中任一项制备方法制备得到的用于锂离子电池阳极的MAX相材料在制备锂离子电池领域中的用途。
说明书 :
用于锂离子电池阳极的MAX相材料及其制备方法
技术领域
[0001] 本发明涉及一种复合无机材料，具体涉及一种用于锂离子电池阳极MAX相材料及其制备方法，属于材料技术领域。
背景技术
[0002] 锂离子电池作为最常用的电能储存装置，以其高能量密度、高工作电压、低自放电等特点受到广泛关注。尽管锂离子电池发展迅速，但要满足不同的能源服役环境，对高能量
密度、高功率输出、长寿命的锂离子电池提出了更高的要求。MAX相是一类具有六方晶格结
构的纳米层状过渡金属化合物三元金属碳化物和/或氮化物，其通式为Mn+1AXn，其中M是过
渡金属，A主要为主族元素，X是碳和/或氮，n通常为1、2或3。考虑到MAX相的层状结构、金属
导电性和力学性能，是一种潜在的优良锂存储装置。近年来，人们越来越关注二维过渡金属
碳化物和/或氮化物，称为MXenes，它们是通过从MAX相选择蚀刻A层元素而从MAX相前体衍
生而来的。由于其独特的二维结构和金属导电性，MXenes具有与锂、钠、镁等许多阳离子存
储宿主一样的高容量、良好的速率性能和良好的循环稳定性。然而，用于制备MXene的危险
腐蚀剂(如HF)和工艺的复杂性限制了MXene电极更好的实际应用。与MXene不同的是，在不
进一步使用危险腐蚀剂的情况下，可以很容易地制备出MAX相前驱体，这将大大降低成本，
提高效率。2017年，Gogotsi等人首次报道了锂离子在Ti2SC和Ti3SiC2‑MAX相中的可逆电化
‑1
学插层。通过减小颗粒尺寸，Ti2SC MAX相能够提供80mAh g 的初始容量，然后在1000次循
‑1
环后增加到180mAh g 。稍后，Fan等人表明部分蚀刻的Ti3AlC2 MAX相的容量(在1C时为
‑1
160mAh g )比相应的Ti3C2 MXene大得多。最近，一个掺氧Ti3SiC2 MAX相被报道在10℃温度
‑1 ‑1
下初始容量为70mAh g ，然后在3000次循环后增加到180mAh g 。虽然，作为锂存储主机，
研究MAX相的工作很少，但已经很好地证明，MAX相作为锂离子电池的电极材料具有很大的
潜力。
密度、高功率输出、长寿命的锂离子电池提出了更高的要求。MAX相是一类具有六方晶格结
构的纳米层状过渡金属化合物三元金属碳化物和/或氮化物，其通式为Mn+1AXn，其中M是过
渡金属，A主要为主族元素，X是碳和/或氮，n通常为1、2或3。考虑到MAX相的层状结构、金属
导电性和力学性能，是一种潜在的优良锂存储装置。近年来，人们越来越关注二维过渡金属
碳化物和/或氮化物，称为MXenes，它们是通过从MAX相选择蚀刻A层元素而从MAX相前体衍
生而来的。由于其独特的二维结构和金属导电性，MXenes具有与锂、钠、镁等许多阳离子存
储宿主一样的高容量、良好的速率性能和良好的循环稳定性。然而，用于制备MXene的危险
腐蚀剂(如HF)和工艺的复杂性限制了MXene电极更好的实际应用。与MXene不同的是，在不
进一步使用危险腐蚀剂的情况下，可以很容易地制备出MAX相前驱体，这将大大降低成本，
提高效率。2017年，Gogotsi等人首次报道了锂离子在Ti2SC和Ti3SiC2‑MAX相中的可逆电化
‑1
学插层。通过减小颗粒尺寸，Ti2SC MAX相能够提供80mAh g 的初始容量，然后在1000次循
‑1
环后增加到180mAh g 。稍后，Fan等人表明部分蚀刻的Ti3AlC2 MAX相的容量(在1C时为
‑1
160mAh g )比相应的Ti3C2 MXene大得多。最近，一个掺氧Ti3SiC2 MAX相被报道在10℃温度
‑1 ‑1
下初始容量为70mAh g ，然后在3000次循环后增加到180mAh g 。虽然，作为锂存储主机，
研究MAX相的工作很少，但已经很好地证明，MAX相作为锂离子电池的电极材料具有很大的
潜力。
发明内容
[0003] 本发明的主要目的在于提供一种用于锂离子电池阳极的MAX相材料及其制备方法，从而克服现有技术中的不足。
[0004] 为实现前述发明目的，本发明采用的技术方案包括：
[0005] 本发明实施例提供了一种用于锂离子电池阳极的MAX相材料，其化学式表示为Mn+1AXn，其中M包括Sc、Ti、V、Zr、Nb、Mo、Hf中的任意一种或者两种以上的组合，A为Sn元素，X为
C、N元素中的任意一种或两种的组合，n为1、2、3或4。
C、N元素中的任意一种或两种的组合，n为1、2、3或4。
[0006] 进一步地，所述用于锂离子电池阳极的MAX相材料具有六方晶系结构，空间群为P63/mmc(194)，晶胞由Mn+1Xn单元与Sn原子交替堆垛而成。
[0007] 本发明实施例还提供了一种用于锂离子电池阳极的MAX相材料的制备方法，其包括：熔盐法，且不限于此。
[0008] 在一些实施例中，所述制备方法包括：
[0009] 将M材料、A材料、X材料和无机盐按(2～3)∶(1～3)∶(1～2)∶(0～8)的摩尔比混合，并将所获混合物于惰性气氛中在600℃～1300℃反应60～720min，之后进行后处理，获得用
于锂离子电池阳极的MAX相材料，其化学表达式为Mn+1AXn，其中M包括Sc、Ti、V、Zr、Nb、Mo、Hf
中的任意一种或者两种以上的组合，A为Sn，X为C、N元素中的任意一种或两种的组合，n为1、
2、3或4。
于锂离子电池阳极的MAX相材料，其化学表达式为Mn+1AXn，其中M包括Sc、Ti、V、Zr、Nb、Mo、Hf
中的任意一种或者两种以上的组合，A为Sn，X为C、N元素中的任意一种或两种的组合，n为1、
2、3或4。
[0010] 进一步地，所述M材料包括Sc、Ti、V、Zr、Nb、Mo、Hf等中的任意一种或者两种以上的组合，但不限于此。
[0011] 进一步地，所述含A材料为Sn粉，但不限于此。
[0012] 进一步地，所述X材料包括CxNy，其中x+y＝1。
[0013] 更进一步地，所述X材料选用石墨，但不限于此。
[0014] 进一步地，所述无机盐包括NaCl、KCl、NaBr、KBr等中的任意一种或两种以上的组合，但不限于此。
[0015] 进一步地，所述M材料为粉体，且粒度为500nm～1μm。
[0016] 进一步地，所述A材料为粉体，且粒度为500nm～1μm。
[0017] 进一步地，所述X材料为粉体，且粒度为500nm～1μm。
[0018] 进一步地，所述无机盐为粉体，且粒径为500nm～1mm。
[0019] 本发明实施例还提供了所述用于锂离子电池阳极的MAX相材料在制备锂离子电池领域中的用途。
[0020] 进一步地，所述用于锂离子电池阳极的MAX相材料能够提供390mAh g‑1(0.1A g‑1)‑1
的锂离子存储容量，在1000次循环后(1A g )仍然保持90％容量，库仑效率接近100％，表明
具有优异的循环稳定性和充放电可逆性。
的锂离子存储容量，在1000次循环后(1A g )仍然保持90％容量，库仑效率接近100％，表明
具有优异的循环稳定性和充放电可逆性。
[0021] 较之现有技术，本发明的优点至少在于：
[0022] (1)本发明中首次利用熔盐法实现了亚微米V2SnC MAX相的制备，且合成方法简单，颗粒尺寸小，能耗低；
[0023] (2)本发明制备的用于锂离子电池阳极MAX相材料能够提供390mAh g‑1(0.1A g‑1)‑1
的锂存储容量，这是以前报道的两倍多，在1000次循环后(1A g )仍然保持90％容量，库仑
效率接近100％，具有优异的循环稳定性和充放电可逆性，超过目前所报道的其他MAX相材
料的储锂性能，因此新的V2SnC MAX相在锂离子电池中具有潜在的应用。
的锂存储容量，这是以前报道的两倍多，在1000次循环后(1A g )仍然保持90％容量，库仑
效率接近100％，具有优异的循环稳定性和充放电可逆性，超过目前所报道的其他MAX相材
料的储锂性能，因此新的V2SnC MAX相在锂离子电池中具有潜在的应用。
附图说明
[0024] 为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本
发明中记载的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，
还可以根据这些附图获得其他的附图。
发明中记载的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，
还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0025] 图1是本发明实施例1中用于锂离子电池阳极的MAX相材料V2SnC的XRD图。
[0026] 图2是本发明实施例1中用于锂离子电池阳极的MAX相材料V2SnC的SEM图。
[0027] 图3是本发明实施例2中用于锂离子电池阳极的MAX相材料V2SnC的XRD图。
[0028] 图4是本发明实施例3中用于锂离子电池阳极的MAX相材料V2SnC的SEM图。
[0029] 图5是本发明实施例3中用于锂离子电池阳极的MAX相材料V2SnC的EDS图。
[0030] 图6a‑图6d是本发明实施例4中用于锂离子电池阳极的MAX相材料V2SnC的面分布图。
[0031] 图7a‑图7d是本发明实施例5中用于锂离子电池阳极的MAX相材料V2SnC的STEM图和元素分布图。
[0032] 图8是本发明实施例5中的用于锂离子电池阳极的MAX相材料V2SnC的循环伏安曲线图。
[0033] 图9是本发明实施例5中的用于锂离子电池阳极的MAX相材料V2SnC在不同电流密度下的容量和库仑效率图。
具体实施方式
[0034] 在本发明中报道了一种新的通过熔盐法制备的MAX相V2SnC，可以提供高达400mAh ‑1
g 的锂存储容量，这是以前报道的两倍多，因此新的V2SnC MAX相在锂电池中具有潜在的应
用。
g 的锂存储容量，这是以前报道的两倍多，因此新的V2SnC MAX相在锂电池中具有潜在的应
用。
[0035] 本发明通过传统粉末冶金方法和熔盐法相结合的合成路线，选择合适M、A和X粉体，合成用于锂离子电池阳极的MAX相材料，且合成的用于锂离子电池阳极MAX相材料颗粒
尺寸小，储锂性能优异，循环稳定性好。
尺寸小，储锂性能优异，循环稳定性好。
[0036] 下面结合实施例对本发明作进一步详细描述，需要指出的是，以下所述实施例旨在便于对本发明的理解，而对其不起任何限定作用。
[0037] 实施例1：本实施例中，用于锂离子电池阳极的MAX相材料为V2SnC粉体材料，原料为V粉、Sn粉、石墨，无机盐为NaCl和KCl，这些原料均可以通过市售等途径获取。该V2SnC粉
体的制备方法如下：
体的制备方法如下：
[0038] (1)将V粉，Sn粉，石墨和无机盐(氯化钠，氯化钾)按照摩尔比2∶1∶1∶0的比例混合，将上述材料研磨混合，得到混合产物。
[0039] (2)将混合物置于刚玉坩埚内，放入高温管式炉内进行反应。反应条件为：600℃，60分钟，氩气保护。待管式炉温度降到室温后，取出坩埚内反应产物。
[0040] (3)用去离子水和酒精洗涤反应产物：将反应产物放入烧杯中，加入去离子水，搅拌并超声清洗30分钟后静置1小时，倒掉上清液。洗涤反应产物三次后，再用乙醇清洗后将
其放入40℃的烘箱内，12小时后取出，得到固体产物。
其放入40℃的烘箱内，12小时后取出，得到固体产物。
[0041] 图1为本实施例中制备的用于锂离子电池阳极的MAX相材料V2SnC的XRD图，从XRD图中可以看出，得到的相出现了211MAX相典型的特征峰，说明得到了MAX相V2SnC。
[0042] 图2为本实施例中制备的用于锂离子电池阳极的MAX相材料V2SnC的SEM图，图中可以看出得到的颗粒均呈现典型的层状结构，和熔盐法合成的一些MAX相的形貌一致，说明得
到了MAX相V2SnC。
到了MAX相V2SnC。
[0043] 实施例2：本实施例中，用于锂离子电池阳极的MAX相材料为V2SnC粉体材料，原料为V粉、Sn粉、石墨，无机盐为NaCl和KCl，这些原料均可以通过市售等途径获取。该V2SnC粉
体的制备方法如下：
体的制备方法如下：
[0044] (1)将V粉，Sn粉，石墨和无机盐(氯化钠，氯化钾)按照摩尔比3∶3∶2∶8的比例混合，将上述材料研磨混合，得到混合产物。
[0045] (2)将混合物置于刚玉坩埚内，放入高温管式炉内进行反应。反应条件为：1000℃，720分钟，氩气保护。待管式炉温度降到室温后，取出坩埚内反应产物。
[0046] (3)用去离子水和酒精洗涤反应产物：将反应产物放入烧杯中，加入去离子水，搅拌并超声清洗30分钟后静置1小时，倒掉上清液。洗涤反应产物三次后，再用乙醇清洗后将
其放入80℃的烘箱内，12小时后取出，得到固体产物。
其放入80℃的烘箱内，12小时后取出，得到固体产物。
[0047] 图3为本实施例中制备的用于锂离子电池阳极的MAX相材料V2SnC的XRD图，从XRD图中可以看出，得到的相出现了211MAX相典型的特征峰，说明得到了MAX相V2SnC。
[0048] 实施例3：本实施例中，用于锂离子电池阳极的MAX相材料为V2SnC粉体材料，原料为V粉、Sn粉、石墨，无机盐为NaBr和KBr，这些原料均可以通过市售等途径获取。该V2SnC粉
体的制备方法如下：
体的制备方法如下：
[0049] (1)将V粉，Sn粉，石墨和无机盐(氯化钠，氯化钾)按照摩尔比3∶1∶2∶4的比例混合，将上述材料研磨混合，得到混合产物。
[0050] (2)将混合物置于刚玉坩埚内，放入高温管式炉内进行反应。反应条件为：800℃，420分钟，氩气保护。待管式炉温度降到室温后，取出坩埚内反应产物。
[0051] (3)用去离子水和酒精洗涤反应产物：将反应产物放入烧杯中，加入去离子水，搅拌并超声清洗30分钟后静置1小时，倒掉上清液。洗涤反应产物三次后，再用乙醇清洗后将
其放入60℃的烘箱内，12小时后取出，得到固体产物。
其放入60℃的烘箱内，12小时后取出，得到固体产物。
[0052] 图4为本实施例中制备的用于锂离子电池阳极MAX相材料V2SnC的SEM图，图中可以看出得到的颗粒均呈现典型的层状结构，和熔盐法合成的一些MAX相(如Ti3SiC2)的形貌一
致，说明得到了MAX相V2SnC。
致，说明得到了MAX相V2SnC。
[0053] 图5为本实施例中制备的用于锂离子电池阳极MAX相材料V2SnC的EDS图，图中可以看出得到的颗粒的元素组成为V，Sn，C三种元素，且三中元素的化学计量比近似于2∶1∶1，复
合211型MAX相的化学计量比，说明成功制备得到了三元层状材料V2SnC。
合211型MAX相的化学计量比，说明成功制备得到了三元层状材料V2SnC。
[0054] 实施例4：本实施例中，用于锂离子电池阳极的MAX相材料为V2SnC粉体材料，原料为V粉、Sn粉、石墨，无机盐为NaCl和KBr，这些原料均可以通过市售等途径获取。该V2SnC粉
体的制备方法如下：
体的制备方法如下：
[0055] (1)将V粉，Sn粉，石墨和无机盐(氯化钠，氯化钾)按照摩尔比3∶1.5∶2∶0的比例混合，将上述材料研磨混合，得到混合产物。
[0056] (2)将混合物置于刚玉坩埚内，放入高温管式炉内进行反应。反应条件为：950℃，180分钟，氩气保护。待管式炉温度降到室温后，取出坩埚内反应产物。
[0057] (3)用去离子水和酒精洗涤反应产物：将反应产物放入烧杯中，加入去离子水，搅拌并超声清洗30分钟后静置1小时，倒掉上清液。洗涤反应产物三次后，再用乙醇清洗后将
其放入50℃的烘箱内，12小时后取出，得到固体产物。
其放入50℃的烘箱内，12小时后取出，得到固体产物。
[0058] 图6a‑图6d为本实施例中制备的用于锂离子电池阳极MAX相材料V2SnC的元素面分布图，从图中可以看出，MAX相颗粒的V、Sn、C三种元素均呈现均匀分布，说明成功制备得到
了三元层状材料V2SnC。
了三元层状材料V2SnC。
[0059] 实施例5：本实施例中，用于锂离子电池阳极的MAX相材料为V2SnC粉体材料，原料为V粉、Sn粉、石墨，无机盐为NaBr和KCl，这些原料均可以通过市售等途径获取。该V2SnC粉
体的制备方法如下：
体的制备方法如下：
[0060] (1)将V粉，Sn粉，石墨和无机盐(氯化钠，氯化钾)按照摩尔比2∶1∶2∶2的比例混合，将上述材料研磨混合，得到混合产物。
[0061] (2)将混合物置于刚玉坩埚内，放入高温管式炉内进行反应。反应条件为：900℃，420分钟，氩气保护。待管式炉温度降到室温后，取出坩埚内反应产物。
[0062] (3)用去离子水和酒精洗涤反应产物：将反应产物放入烧杯中，加入去离子水，搅拌并超声清洗30分钟后静置1小时，倒掉上清液。洗涤反应产物三次后，再用乙醇清洗后将
其放入40℃的烘箱内，12小时后取出，得到固体产物。
其放入40℃的烘箱内，12小时后取出，得到固体产物。
[0063] 图7a‑图7b为本实施例中制备的用于锂离子电池阳极的MAX相材料V2SnC的STEM图。
[0064] 图7a和7b分别为其沿 向的STEM图片，从该图中可以明显的看出V2SnC具有典型的211MAX相材料的层状晶体结构，图中亮度较高的层是原子序数较高的
Sn原子层，亮度较低的层是V2C，可以看出V2SnC的晶格由亮度较高的Cu原子层和亮度较低的
V2C层交替堆垛而成。
Sn原子层，亮度较低的层是V2C，可以看出V2SnC的晶格由亮度较高的Cu原子层和亮度较低的
V2C层交替堆垛而成。
[0065] 图7c和7d分别为V2SnC的面分布图和线扫描图，从图中可以看出MAX相的M位为V元素，A位为Sn元素。
[0066] 图8为用于锂离子电池阳极MAX相材料V2SnC相对于Li/Li+的电势范围(0.1V至3V)+
中的循环伏安曲线。在第一次阴极扫描期间，观察到位于0.6V vs.Li/Li附近的不可逆峰，
并且在第二次和第三次阴极扫描中消失了，这可以解释为不可逆的贡献来自固体电解质界
面(SEI)层的形成。
中的循环伏安曲线。在第一次阴极扫描期间，观察到位于0.6V vs.Li/Li附近的不可逆峰，
并且在第二次和第三次阴极扫描中消失了，这可以解释为不可逆的贡献来自固体电解质界
面(SEI)层的形成。
[0067] 图9为用于锂离子电池阳极MAX相材料V2SnC在不同电流密度下的容量和库仑效率‑1 ‑1
图。图中表明锂电池阳极MAX相材料能够提供390mAh g (0.1A g )的锂存储容量，在1000
‑1
次循环后(1A g )仍然保持90％容量，库仑效率接近100％，具有非常优异的循环稳定性和
充放电可逆性，在高性能锂离子电池领域有巨大的应用潜力。
图。图中表明锂电池阳极MAX相材料能够提供390mAh g (0.1A g )的锂存储容量，在1000
‑1
次循环后(1A g )仍然保持90％容量，库仑效率接近100％，具有非常优异的循环稳定性和
充放电可逆性，在高性能锂离子电池领域有巨大的应用潜力。
[0068] 实施例6：本实施例中，用于锂电池阳极的MAX相材料为Ti2SnC粉体材料，原料为Ti粉、Sn粉、石墨，无机盐为NaCl和KCl，这些原料均可以通过市售等途径获取。该Ti2SnC粉体
的制备方法如下：
的制备方法如下：
[0069] (1)将Ti粉，Sn粉，石墨和无机盐(氯化钠，氯化钾)按照摩尔比2∶1.5∶1.5∶4的比例混合，将上述材料研磨混合，得到混合产物。
[0070] (2)将混合物置于刚玉坩埚内，放入高温管式炉内进行反应。反应条件为：1300℃，300分钟，氩气保护。待管式炉温度降到室温后，取出坩埚内反应产物。
[0071] (3)用去离子水和酒精洗涤反应产物：将反应产物放入烧杯中，加入去离子水，搅拌并超声清洗30分钟后静置1小时，倒掉上清液。洗涤反应产物三次后，再用乙醇清洗后将
其放入40℃的烘箱内，12小时后取出，得到固体产物。
其放入40℃的烘箱内，12小时后取出，得到固体产物。
[0072] 实施例7：本实施例中，用于锂离子电池阳极的MAX相材料为Nb2SnC粉体材料，原料为Nb粉、Sn粉、石墨，无机盐为NaCl，这些原料均可以通过市售等途径获取。该Nb2SnC粉体的
制备方法如下：
制备方法如下：
[0073] (1)将Nb粉，Sn粉，石墨和无机盐(氯化钠，氯化钾)按照摩尔比3∶2∶2∶6的比例混合，将上述材料研磨混合，得到混合产物。
[0074] (2)将混合物置于刚玉坩埚内，放入高温管式炉内进行反应。反应条件为：1250℃，600分钟，氩气保护。待管式炉温度降到室温后，取出坩埚内反应产物。
[0075] (3)用去离子水和酒精洗涤反应产物：将反应产物放入烧杯中，加入去离子水，搅拌并超声清洗30分钟后静置1小时，倒掉上清液。洗涤反应产物三次后，再用乙醇清洗后将
其放入80℃的烘箱内，12小时后取出，得到固体产物。
其放入80℃的烘箱内，12小时后取出，得到固体产物。
[0076] 实施例8：本实施例中，用于锂离子电池阳极的MAX相材料为Zr2SnC粉体材料，原料为Zr粉、Sn粉、石墨，这些原料均可以通过市售等途径获取。该Zr2SnC粉体的制备方法如下：
[0077] (1)将Zr粉，Sn粉，石墨按照摩尔比3∶1.1∶1.5的比例混合，将上述材料研磨混合，得到混合产物。
[0078] (2)将混合物置于刚玉坩埚内，放入高温管式炉内进行反应。反应条件为：1300℃，300分钟，氩气保护。待管式炉温度降到室温后，取出坩埚内反应产物。
[0079] (3)用去离子水和酒精洗涤反应产物：将反应产物放入烧杯中，加入去离子水，搅拌并超声清洗30分钟后静置1小时，倒掉上清液。洗涤反应产物三次后，再用乙醇清洗后将
其放入60℃的烘箱内，12小时后取出，得到固体产物。
其放入60℃的烘箱内，12小时后取出，得到固体产物。
[0080] 实施例9：本实施例中，用于锂离子电池阳极的MAX相材料为Hf2SnC粉体材料，原料为Hf粉、Sn粉、石墨，这些原料均可以通过市售等途径获取。该Hf2SnC粉体的制备方法如下：
[0081] (1)将Hf粉，Sn粉，石墨按照摩尔比2∶1.5∶2的比例混合，将上述材料研磨混合，得到混合产物。
[0082] (2)将混合物置于刚玉坩埚内，放入高温管式炉内进行反应。反应条件为：1200℃，300分钟，氩气保护。待管式炉温度降到室温后，取出坩埚内反应产物。
[0083] (3)用去离子水和酒精洗涤反应产物：将反应产物放入烧杯中，加入去离子水，搅拌并超声清洗30分钟后静置1小时，倒掉上清液。洗涤反应产物三次后，再用乙醇清洗后将
其放入60℃的烘箱内，12小时后取出，得到固体产物。
其放入60℃的烘箱内，12小时后取出，得到固体产物。
[0084] 实施例10：本实施例中，用于锂离子电池阳极的MAX相材料为Mo2SnC粉体材料，原料为Mo粉、Sn粉、石墨，这些原料均可以通过市售等途径获取。该Mo2SnC粉体的制备方法如
下：
下：
[0085] (1)将Mo粉，Sn粉，石墨按照摩尔比3∶1∶2的比例混合，将上述材料研磨混合，得到混合产物。
[0086] (2)将混合物置于刚玉坩埚内，放入高温管式炉内进行反应。反应条件为：1000℃，720分钟，氩气保护。待管式炉温度降到室温后，取出坩埚内反应产物。
[0087] (3)用去离子水和酒精洗涤反应产物：将反应产物放入烧杯中，加入去离子水，搅拌并超声清洗30分钟后静置1小时，倒掉上清液。洗涤反应产物三次后，再用乙醇清洗后将
其放入60℃的烘箱内，12小时后取出，得到固体产物。
其放入60℃的烘箱内，12小时后取出，得到固体产物。
[0088] 实施例11：本实施例中，用于锂离子电池阳极的MAX相材料为Sc2SnC粉体材料，原料为Sc粉、Sn粉、石墨，这些原料均可以通过市售等途径获取。该Sc2SnC粉体的制备方法如
下：
下：
[0089] (1)将Sc粉，Sn粉，石墨按照摩尔比2∶1.1∶1的比例混合，将上述材料研磨混合，得到混合产物。
[0090] (2)将混合物置于刚玉坩埚内，放入高温管式炉内进行反应。反应条件为：1000℃，120分钟，氩气保护。待管式炉温度降到室温后，取出坩埚内反应产物。
[0091] (3)用去离子水和酒精洗涤反应产物：将反应产物放入烧杯中，加入去离子水，搅拌并超声清洗30分钟后静置1小时，倒掉上清液。洗涤反应产物三次后，再用乙醇清洗后将
其放入50℃的烘箱内，12小时后取出，得到固体产物。
其放入50℃的烘箱内，12小时后取出，得到固体产物。
[0092] 实施例12：本实施例中，用于锂离子电池阳极的MAX相材料为Ti2SnC0.5N0.5粉体材料，原料为Ti粉、Sn粉、C0.5N0.5粉，这些原料均可以通过市售等途径获取。该Ti2SnC0.5N0.5粉
体的制备方法如下：
体的制备方法如下：
[0093] (1)将Ti粉，Sn粉，C0.5N0.5粉按照摩尔比2∶1.1∶1的比例混合，将上述材料研磨混合，得到混合产物。
[0094] (2)将混合物置于刚玉坩埚内，放入高温管式炉内进行反应。反应条件为：1100℃，720分钟，氩气保护。待管式炉温度降到室温后，取出坩埚内反应产物。
[0095] (3)用去离子水和酒精洗涤反应产物：将反应产物放入烧杯中，加入去离子水，搅拌并超声清洗30分钟后静置1小时，倒掉上清液。洗涤反应产物三次后，再用乙醇清洗后将
其放入60℃的烘箱内，12小时后取出，得到固体产物。
其放入60℃的烘箱内，12小时后取出，得到固体产物。
[0096] 此外，本案发明人还以本说明书述及的其它原料及工艺条件替代前述实施例1‑12中的相应原料及工艺条件进行了相关实验，结果均显示，可以获得由于锂离子电池阳极的
MAX相材料，且具有优异的储锂性能。
MAX相材料，且具有优异的储锂性能。
[0097] 综述之，较之现有的MAX相材料，本发明前述实施例提供的用于锂离子电池阳极的‑1
MAX相材料颗粒尺寸小，储锂性能(390mAh g )超过目前的报道的所有MAX相材料，且1000次
循环后库伦效率仍为100％，容量保持率为90％。
MAX相材料颗粒尺寸小，储锂性能(390mAh g )超过目前的报道的所有MAX相材料，且1000次
循环后库伦效率仍为100％，容量保持率为90％。
[0098] 应当理解，以上所述仅为本发明的实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他
相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。
相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。