具有高稳定性的无添加剂阳极:Nb2CT MXene 通过HCl-LiF水热蚀刻为离子电池制备的MXene
Xiaoxue Zhu1,2, Kai Yang1,2, Zhen Zhang1,2
1College of Materials Science and Engineering, Nanjing Tech University, Nanjing 211816, China.
ACS applied materials & interfaces
|May 23, 2024
概括
研究人员开发了一种新方法,为离子电池制造高质量的少数层碳化物 (Nb2CTx) 纳米薄膜和油墨. 这些材料表现出卓越的性能和潜在的先进的储能应用.
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:
- 像Ti3C2Tx一样,MXenes由于其二维结构和导电性,在储能方面至关重要.
- 碳化物 (Nb2CTx) MXenes显示出高特异性的承诺,但面临着制备方面的挑战.
- 高质量的少数层Nb2CTx纳米板很难合成,这限制了它们的应用.
研究的目的:
- 开发一种可扩展的方法来生产高质量的少数层Nb2CTx纳米板.
- 从Nb2CTx纳米片中创建可调节的水性和有机油墨.
- 评估Nb2CTx作为离子电池中无添加剂阳极的性能.
主要方法:
- 使用HCl-LiF进行水热蚀刻,以合成几层Nb2CTx纳米片.
- 由HCl诱导的花和N-甲基-2-pyrrolidone处理以制备有机Nb2CTx墨水.
- 作为离子电池阳极的Nb2CTx的电化学测试.
主要成果:
- 实现了高质量的少数层Nb2CTx纳米板,侧面尺寸大,导电率高达500 S cm-1.
- 成功制备了可调节粘度的水性和有机Nb2CTx油墨.
- Nb2CTx阳极表现出极好的循环稳定性 (500个循环后524.0 mAh g-1) 和速率能力 (159.8 mAh g-1 在5 A g-1).
结论:
- 一种简单,可扩展的HCl-LiF水热法产生了高质量的Nb2CTx纳米板.
- 开发的Nb2CTx油墨适用于无添加剂的离子电池阳极.
- Nb2CTx显示出高性能电化学储能器件的巨大潜力.


