结构工程和在电极中产生原子无序是实现先进电池中高效和快速电荷存储的一种重要策略。

近日，深圳大学王雷教授，黄扬，澳大利亚伍伦贡大学侴术雷教授报道了通过可调节阳极氧化获得了一种在层状V₂C MXene上共形包覆非晶态V₂O_x（a-VO_x/V₂C）的纳米杂化材料。结果显示，其50 mAg^-1的可逆容量高达307mAh g^-1，2000 mAg^-1的容量可达96mAh g^-1，并且具有良好的循环稳定性，可作为钠离子电池的正极。

文章要点

1）a-VO_x层通过在非晶态框架中提供足够的空位和开放路径，实现了可逆和快速的Na⁺插入/提取，这与其晶体结构中的不可逆相变不同，而层状V₂C MXene则提供了丰富的电子/离子转移通道，这些通道彼此连接在一起提高了电化学性能。

2）原位拉曼光谱、原位透射电子显微镜、原位同步X射线吸收光谱和密度泛函理论（DFT）计算等结果清楚地揭示了a-VO_x/V₂C纳米杂化材料的可逆性和结构优势，证明了无序骨架中V⁴⁺和V⁵⁺之间存在可逆的V-O振动和价态振荡，同时结构稳定，Na⁺扩散畅通。

这项工作为基于MXene的先进充电电池纳米结构电极的精细设计提供了参考。

参考文献

Wang Zhang, et al, Architecting Amorphous Vanadium Oxide/MXene Nanohybrid via Tunable Anodic Oxidation for High-Performance Sodium-Ion Batteries, Adv. Energy Mater. 2021

DOI: 10.1002/aenm.202100757

https://doi.org/10.1002/aenm.202100757