MXenes作为一类新兴的2D材料，具有独特的物理化学性质，非常适合应用于高功率电池，如锂离子电池（LiBs）。Ti₃C₂T_x（T_x=O，OH，F，Cl）是迄今为止研究最多的MXenes之一，但大多数研究只集中在多层或单层MXenes的设计上。

近日，德国于利希研究中心Jesus Gonzalez-Julian，明斯特大学Tobias Placke报道了对少层Ti₃C₂T_x材料的合成及其在锂离子电池中的应用进行了系统的研究，特别是在高倍率应用方面。

文章要点

1）通过X射线衍射、拉曼光谱、XPS、EDX、SEM、TGA和氮吸附等技术对合成的Ti₃C₂T_x MXenes进行了表征，以阐明其结构和化学变化，特别是表面基团和插层阳离子/水分子的变化。这些结构变化与Ti₃C₂T_x的酸性和碱性后处理有关。

2）研究人员通过恒电流和恒电位将检测到的变化放入电化学的角度来研究少层Ti₃C₂T_x的赝电容性能，在5 A g⁻¹下1000次循环具有155mAh g⁻¹的稳定容量。此外，通过LiF/HCl原位生成HF合成的Ti₃C₂T_x的酸化处理比原始处理或碱性处理能够提高初始容量。

3）为了进一步阐明锂脱嵌过程中发生的结构变化，在0.01到3 V的电压范围内对LIBs电池进行了原位XRD表征，以揭示第一个循环中发生的结构变化机理。通过减少溶剂分子的共插入来阐明对于酸处理的Mxenes所观察到的初始容量的提高。

参考文献

Peer Bärmann, et al, Solvent Co-intercalation into Few-layered Ti₃C₂T_x MXenes in Lithium Ion Batteries Induced by Acidic or Basic Post-treatment, ACS Nano, 2021

DOI: 10.1021/acsnano.0c10153

https://dx.doi.org/10.1021/acsnano.0c10153