超稳定的有机阳极通过电化学活跃的MXene粘合剂实现了向先进的离子存储方向的超稳定有机阳极
Shujie Zhou1, Peng Zhang1,2, Yanze Li1
1State Key Laboratory of Organic-Inorganic Composites, Beijing Key Laboratory of Electrochemical Process and Technology for Materials, Beijing University of Chemical Technology, Beijing 100029, China.
ACS nano
|June 4, 2024
概括
本研究介绍了MXene作为离子电池 (PIB) 中的有机阳极材料的电化学活性粘合剂. 这种创新提高了导电性和稳定性,为实际的GDP铺平了道路.
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
- 储能 储能 储能 储能 储能 储能
背景情况:
- 结合碳烯化合物显示出作为离子电池 (PIB) 的有机阳极材料的前景.
- 然而,它们的低电导率和电解质中的溶解性限制了实际应用.
- 开发有效的结合剂对于提高它们的性能至关重要.
研究的目的:
- 为了利用2D MXene作为电化学活性粘合剂,用于PIBs中的烯-3,4,9,10-四碳酸二化物 (PTCDA) 电极.
- 提高有机阳极的电化学性能和稳定性.
- 为了克服基于PTCDA的阳极中低导电性和可溶性的局限性.
主要方法:
- 使用MXene和Super-P粒子作为粘合剂和导电矩阵制造PTCDA电极.
- 在PIBs中的PTCDA电极的电化学表征.
- 组装和测试一个全PTCDA离子全细胞.
主要成果:
- MXene/Super-P系统有效地抑制了PTCDA的溶解度,并减轻了体积膨胀.
- PTCDA电极在50 mA g-1时实现了462 mAh g-1的高容量,并在2000 mA g-1时实现了极好的速率能力 (116.3 mAh g-1).
- 观察到稳定的循环性能超过3000个周期,容量衰减最小 (每周期≤0.0033%).
- 一个全PTCDA全细胞显示最大能量密度为179.5Wh kg-1 .
结论:
- MXene作为PIBs中的有机阳极的优质电化学活性粘合剂.
- MXene/Super-P系统显著提高了离子和电子运输,吸附和电极稳定性.
- 这种方法促进了有机阳极材料在高性能离子电池的实际应用.
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