化MXene/碳纳米管复合物用于稳定的Na金属阳极
Weisong Meng1, Bo Wang1, Junkai Zhao1
1Energy Institute, Qilu University of Technology (Shandong Academy of Sciences) Jinan 250014 China chucx@sderi.cn caifp@sderi.cn.
RSC advances
|April 16, 2024
概括
这项研究引入了化的MXene/碳纳米管复合物 (A-M-C) 来提高金属阳极性能. 该AMC材料有效调节沉积,使得无树的生长和增强的电池稳定性.
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:
- 碳化 (Ti3C2) MXenes由于其导电性和机械性能,是金属阳极的有希望的二维材料.
- Ti3C2 MXenes的自我补充阻碍了均的离子 (Na+) 分散和沉积,限制了阳极性能.
研究的目的:
- 开发一种新型的化MXene/碳纳米管 (CNT) 复合物 (A-M-C),用于调节沉积.
- 研究A-M-C复合物的有效性,促进无树的生长,增强金属电池的稳定性.
主要方法:
- 一种由Na3Ti5O12微球,Ti3C2MXene纳米板和CNTs组成的AMC复合物的制造.
- 描述A-M-C复合物的结构和对沉积的特性.
- 基于AMC的对称和全金属电池电池的评估.
主要成果:
- 该A-M-C复合物具有Ti3C2 MXene纳米片,具有大层间空间和性群,促进均的Na+核和沉积.
- 微球上的纳米板结构降低了局部电流密度,引导了无树的生长.
- CNT 增强电导率和 Na+ 传输,改善循环稳定性.
- 对称细胞表现出超过1400小时的循环寿命,在1 mA cm-2下,具有最小的超电位 (19 mV).
- 全细胞在100 mA g-1.0 时实现了高库伦比效率 (98%).
结论:
- 通过调节Na+沉积,A-M-C复合物有效地抑制了树的形成.
- 这种基于MXene的新材料显著提高了金属电池的循环稳定性和性能.
- 该战略为设计先进的阳极材料提供了新的途径,以确保安全高效的沉积.
