2D多孔Ti₃C₂MXene作为离子电池的阳极材料,具有出色的反应动力学

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:

• 离子电池 (SIB) 是一个有前途的储能技术.
• 开发用于SIB的快充阳极仍然是一个重大挑战.
• 基于MXene的复合材料提供了出色的导电性和稳定性,但受到层间堆叠的影响,阻碍了性能.

研究的目的:

• 为了解决SIB阳极的MXenes中层间堆叠的问题.
• 为了提高离子运输和电化学性能.
• 创建一个多孔的MXene结构,以改善能量存储.

主要方法:

• 使用化学氧化方法制造多孔MXene (PM).
• 使用低度的过氧化作为孔形成剂.
• 研究了扩大层间距对离子传输的影响.

主要成果:

• 在0.1 A g−1时达到247 mAh g−1的容量,在10 A g−1.1时达到114 mAh g−1的容量.
• 证明了出色的长周期稳定性,在1000个循环中保持117 mAh g-1在5 A g-1.1时.
• 孔隙结构有效地促进了离子运输.

结论:

• 多孔MXene (PM) 是快充SIB的可行的阳极材料.
• 用过氧化进行化学氧化,成功地减轻了MXene堆叠.
• 开发的PM材料显示出下一代储能设备的巨大潜力.