铁纳米颗粒表面装饰MXene通过盐蚀刻作为宿主用于超快速的离子储存
Shiquan Li1, Jianhua Zhu1, Wei Lu1
1Henan Institute of Advanced Technology, Zhengzhou University, Zhengzhou 450001, Henan, People's Republic of China.
Journal of colloid and interface science
|March 5, 2024
概括
在Ti3C2Tx MXene上的铁纳米粒子有效地抑制了- (Na-Se) 电池中的聚烯酸穿. 这种新的正极材料可实现高容量和显著的长期循环稳定性,用于先进的能量存储.
科学领域:
- 材料科学 材料科学 材料科学
- 电化学 电化学 电化学
- 纳米技术 纳米技术
背景情况:
- - (Na-Se) 电池具有高能量密度,但受到聚烯酸穿效应的影响,限制了效率和稳定性.
- 穿效应导致Na-Se电池的库伦比效率低,循环性能差.
- 开发有效的宿主材料对于减轻聚乙烯溶解和提高电池性能至关重要.
研究的目的:
- 通过解决穿效应,开发用于Na-Se电池的高性能阴极材料.
- 为了利用铁纳米粒子表面修饰的和弦琴般的Ti3C2Tx MXene (MXene/Fe) 作为物种的宿主.
- 研究用于提高电化学性能的封闭催化机制.
主要方法:
- 通过盐蚀刻合成类似调琴的Ti3C2Tx MXene.
- 用铁纳米粒子 (Fe) 对MXene的表面修饰.
- 作为Na-Se电池的阴极材料的Se@MXene/Fe复合物的表征.
- 电化学测试包括容量,速率能力和循环稳定性.
- 在现场进行拉曼光谱,以阐明能量储存机制.
主要成果:
- Se@MXene/Fe阴极在0.2 A/g时表现出高可逆容量575.0 mAh g-1的高可逆容量.
- 证明了异常速率的能力,在50A/g时保持500mAh/g.
- 实现了显著的长期循环稳定性,在5000个循环中保持了97.4%的容量.
- 层层的结构和Fe纳米粒子有效地抑制了穿效应,并提高了电化学动力学.
结论:
- 开发的MXene/Fe主体材料显著抑制了Na-Se电池中的聚烯酸穿效应.
- 通过MXene/Fe的限制和催化作用的协同效应促进了伪容量行为和超快的Na+离子储存.
- 这种封闭催化策略为设计高性能和稳定的Na-Se电池提供了一个有希望的途径.
