MXenes被认为是一种典型的通过嵌入机制储存电荷的赝电容材料,在钠离子电池中引起了广泛的研究。然而,如何在保证优异倍率性能的前提下,合理设计MXenes的功能化结构,以提高其储钠性能,仍是一项具有挑战性的工作。
近日,天津大学杨全红教授,陶莹副教授报道了提出了一种在KOH辅助下的高效自组装策略,以实现多孔Mxene(Ti3C2Tx)整体的交联结构,使其具有较厚的孔壁和稳定的网络。
文章要点
1)所得到的KOH辅助的多孔MXene整体柱平衡了多孔结构和有效的层状结构,增加了层间距,从而确保了足够的活性中心来存储Na+。此外,K+在MXene纳米片上的吸附可以减缓其在组装过程中的氧化过程。
2)实验结果表明,KOH辅助的MXene表现出优异的倍率性能和较高的Na+存储容量(100 mA g-1时为188 mA h g-1),1500次循环后容量保留率为114%。这是因为增加的层状结构提供了额外的插层赝电容,而丰富的孔隙确保了快速的离子传输。
这项工作将加深人们对多孔MXene宏观组装中储钠机理的理解,并启发研究人员进一步探索其他面向功能的2D电化学储能材料的结构设计。
参考文献
Juan Zhao, Qi Li, Tongxin Shang, Feifei Wang, Jun Zhang, Chuannan Geng, Zhitan Wu, Yaqian Deng, Weichao Zhang, Ying Tao and Quan-Hong Yang, Porous MXene Monoliths with Locally Laminated Structure for Enhanced Pseudo-capacitance and Fast Sodium-ion Storage, Nano Energy, (2021)
DOI:10.1016/j.nanoen.2021.106091
https://doi.org/10.1016/j.nanoen.2021.106091