1. 研究目的与意义（文献综述）

随着全球能源与环境问题的日益突出，能源的转换与储存技术成为当前研究的热点。虽然在1958 年科学家就提出了锂电池的概念，但是真正对于这种电池技术的大量研究还是在20世纪70年代以后。在这以后的30 年里，二次锂离子电池技术得到了迅猛的发展。特别是自1990年索尼公司制造出第一批商业锂离子电池以来，锂离子电池就得到了实质性的快速发展。锂离子电池是继ni-cd、ni-h电池之后又一新型电化学能源技术，与ni-cd、ni-h电池相比，它具有工作电压高，比容量大，循环寿命长，无记忆效应，可快速充放电，工作温度范围宽，自放电率低，无污染等非常突出的优点，因而成为最具开发和应用潜力的新一代动力与储能电池。锂离子电池的发展对实现世界经济的可持续发展具有重要的战略意义，以锂离子电池为核心的新型可移动动力供给设备已成为诸多国家研究与发展的重要方向。随着科技的进步需求不断提高，锂离子电池有了更高的要求，长寿命，高功率，轻质量，快充电，高安全性等是未来锂离子电池发展的重要方向。

随着大量科研工作的进行新材料不断被发现，适合做锂电电极的材料种类随之丰富。其中，二维层状材料（石墨烯，类石墨烯等），因其具有高的存储密度和快的锂离子迁移速率等优点，成为了锂离子电极材料研究的热点。mxene作为锂电池电极材料的研究取得了一定进展。tang 等利用理论计算表明ti₃c₂具有良好的导电性，低的锂离子扩散阻力、低开路电压和高的存储容量，非常适合作为锂电池负极材料，但是官能团-f、-oh 的存在会增加锂离子的扩散阻力，降低存储容量；naguib 等将ti₂c作为锂离子电池负极研究表现；come 等研究表明mxene 具有良好的高倍率充放电电化学稳定性。

mxene是一种新型的二维过渡金属碳化物或者碳氮化物，是一种类石墨烯，它是由max相(m为过渡金属元素，a是Ⅲ或Ⅳ主族元素，x为碳或/和氮)通过刻蚀掉里面的a层得到的，为了强调是由max相刻蚀得到并具有石墨烯类似结构，统一命名为mxene。2011年barsoum等利用高浓度氢氟酸刻蚀三维层状化合物ti₃ac₂，得到类石墨烯结构的二维层状晶体ti₃c₂t_x（t代表-o、-f、-oh官能团）；由于氢氟酸腐蚀性强操作过程具有危险性，joseph halim等研究发现可以用nh₄hf剥蚀来制备ti₃c₂；2014年ghidiu等使用更加温和、环境友好的hcl lif 腐蚀剂得到的多层ti₃c₂t_xmxene 无需插层，仅通过超声处理就能实现大规模剥离，其电化学性能优于用hf工艺合成的 ti₃c₂t_xmxene。

2. 研究的基本内容与方案

2.1 基本内容

材料制备：ti₂alc的合成，刻蚀

电极片制备：涂覆，压片，装电池

3. 研究计划与安排

第1-3周：查阅相关文献资料，完成英文翻译。明确研究内容，了解研究所需原料、仪器和设备。确定技术方案，并完成开题报告；

第4-8周：按照设计方案制备二维碳化物ti₂ct_x，采用xrd、fe-sem等测试技术对其结构表征；

第9-10周：将制得的导电二维材料ti₂ct_x作原料制备电池负极极片；

4. 参考文献（12篇以上）

[1] wang d, zhao y, xu x, et al. novel li(2)mno(3) nanowire anode with internal li-enrichment for use in a li-ion battery [j]. nanoscale, 2014, 6(14): 8124-9.

[2] lucia, rome. nanostructured materials for advanced energy conversion and storage devices [j]. nature publishing group, 2005,

[3] 孙丹丹. 新型二维碳化物晶体mxene的储能研究 [d]; 河南理工大学, 2015.