碱金属是高能量密度可充电电池的理想负极，然而由于有限的循环寿命和低单位面积容量而严重阻碍了其实际应用。为此，迫切需要合理设计的框架，以在高电流密度和高容量下实现无枝晶和体积不变的碱金属沉积。

有鉴于此，中科院大连化物所吴忠帅研究员，郑琼副研究员，中科大余彦教授报道了一种通用的经济有效，可扩展的策略，通过将商用聚合物三聚氰胺泡沫塑料（MF）通过强大的氢键亲和力浸入MXene油墨中，来构建可回收，灵活且导电的3D MXene-MF，从而实现无枝晶，稳定，高容量的碱金属负极。

文章要点

1）通过利用MXene的高电导率和亲硫表面优势，结合3D MF的多孔，轻质和柔韧性，所得MXene-MF具有3D互连的多孔导电网络，良好的机械柔韧性和强度，可实现高密度和均匀的碱金属沉积并在高电流密度和沉积容量下抑制体积变化。

2）所构建的MXene-MF使得锂负极同时获得了50 mA cm^-2的高电流密度、50 mAh cm^-2的面积容量、99%的库仑效率和3800 h的长寿命，超过了目前所报道的锂负极。同时，MXene-MF在10 mA cm^-2钠负极和5 mA cm^-2钾负极分别表现出720 h和800 h的平坦电压分布，表明MXene-MF具有广泛的适用性。值得注意的是，对于具有20 mAh cm^-2面容量的钠负极的高电流密度为20 mA cm^-2，同时具有罕见的良好的再利用性能。

3）当与硫或Na₃V₂(PO₄)₃（NVP）正极结合使用时，组装好的MXene-MF碱（锂，钠）全电池展示出更高的倍率性能和循环稳定性，突显了MXene-MF在先进碱金属电池中的应用潜力。

Haodong Shi, et al, 3D Flexible, Conductive and Recyclable Ti₃C₂T_x MXene-Melamine Foam for High Areal Capacity and Long Lifetime Alkali-Metal Anode, ACS Nano, 2020

DOI: 10.1021/acsnano.0c03042

https://pubs.acs.org/doi/10.1021/acsnano.0c03042