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合理设计柱状SnS/Ti3C2Tx MXene以实现出色的锂离子存储

作者:瑞禧生物 发布时间:2024-04-25 09:17:39 次浏览

MXenes其特殊的性质在储能方面得到了广泛的研究,然而,大多数关于其应用的研究都是在多层MXenes上进行,或者是基于碳材料的辅助。人们往往忽视了MXenes的两个最独特的性质,即大的层间距和丰富的表面化学,这是使得MXenes有别于其他二维材料。
近日,浙江大学韩伟强教授报道了采用改进的液相絮凝法可以方便地制备出层数较少的MXene(f-MXene)纳米片状粉末,同时完全避免了f-MXene纳米片状粉末在制备过程中的堆积和存放过程中的氧化问题。进一步采用溶剂热反应和退火处理,成功地构建了基于原位形成的TiO2纳米颗粒修饰的柱状SnS/Ti3C2Tx复合材料。
文章要点
1)研究发现,在复合材料中,MXenes可以起到导电网络和SnS体积膨胀的缓冲基质的作用,而活性SnS纳米板可以充分发挥高容量的优势,并在循环过程中进一步诱导Ti3C2Tx的层间工程。
2)结果表明,当用作LIB的负极时,所合成的SnS/Ti3C2Tx复合材料在500 mA/g的电流密度下,300次循环后具有866 mAh/g的高可逆容量,在5000 mA/g下,具有出色的倍率性能(787.7 mAh/g),与商用SnS负极(335.4 mAh/g)相比,其电化学性能得到了极大的改善。
3)与报道的柱状MXene相似,由于Ti3C2Tx MXene的“柱效应”,即在活性成分的体积膨胀以及在插入和提取过程中连续的离子冲击作用下,随后循环中的容量得到了明显的提高。
参考文献:
Shunlong Zhang, et al, Rational Design of Pillared SnS/Ti3C2Tx MXene for Superior Lithium-Ion Storage, ACS Nano, 2020
DOI: 10.1021/acsnano.0c08770
https://dx.doi.org/10.1021/acsnano.0c08770