通过预和电解质优化解锁MXene阳极的超高初始库伦比效率
Pengfei Huang1, Hangjun Ying1, Shunlong Zhang1
1School of Materials Science and Engineering, Zhejiang University, Hangzhou 310027, China.
ACS nano
|June 26, 2024
概括
研究人员通过处理MXene材料来提高初始库伦比效率 (ICE) 来提高离子电池的性能. 这一战略增强了MXenes的实用电池应用.
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
- 储能 储能 储能 储能 储能 储能
背景情况:
- 在MXenes中初始低库伦比效率 (ICE) 限制了它们在离子电池中的使用.
- 沉积物Ti3C2Tx (s-Ti3C2Tx) MXene中的表面终点 (-F, -OH) 和间隔器 (TMA+) 强烈地结合Na+,阻碍Na+脱吸和减少ICE.
研究的目的:
- 为了解决基于MXene的离子电池中低ICE的问题.
- 开发一种简单有效的策略,以提高MXene阳极的初始库伦比克效率.
主要方法:
- 使用理论计算来了解Na+与s-Ti3C2Tx的相互作用.
- 通过Na2S·9H2O处理合成了Na+间隔的s-Ti3C2Tx (Na-s-Ti3C2Tx).
- 进行电解质优化以进一步改进ICE.
主要成果:
- Na-s-Ti3C2Tx阳极在碳酸盐电解质中显示了71%的增强ICE.
- 在NaPF6-diglyme电解质中,Na-s-Ti3C2Tx获得了94.0%的超高ICE.
- 理论计算表明,与s-Ti3C2Tx相比,Na-s-Ti3C2Tx的Na+迁移障碍较低,电子导电性更高.
结论:
- Na2S·9H2O处理有效地消除了TMA+并预屏蔽了表面末端,从而增强了Na+脱吸.
- 开发的战略显著改善了MXene阳极的ICE,提高了它们对先进电池的商业化潜力.


