锂金属凭借其超高的理论比容量和最低的氧化还原电位而被视为最好的负极材料。然而，锂金属负极的实际应用受到不受控的枝晶生长的限制。最近，电子科技大学Xiaokun Zhang、北京航空航天大学杨树斌和宫勇吉等报道了一种能够显著改善金属锂负极倍率性能的MXene纳米片阵列。

文章要点

1）研究人员通过冰模板辅助的刮刀涂覆方法制备了垂直排布的Ti₃C₂T_x纳米片阵列并将其用作电极载体。垂直结构不仅能够均化离子流和电场分布，同时还有利于增加金属锂沉积的活性比表面积。此外，Ti₃C₂T_x纳米片阵列表面丰富的O和F能够在活化过程中与锂离子反应生成均匀的SEI膜，有利于降低成核势垒和电荷转移能垒。

2）与平面结构相比，垂直排布的Ti₃C₂T_x纳米片阵列能够实现均匀的金属锂沉积并在沉积-剥离过程中保持结构的高度稳定。因此，该电极能够在1mA/cm²的电流密度和1mAh/cm²的沉积容量下循环450周后仍保持高达98.8%的库伦效率。

参考文献

Qian Chen et al, Vertically Aligned MXene Nanosheet Arrays for High-Rate Lithium Metal Anodes, Advanced Energy Materials, 2022

DOI: 10.1002/aenm.202200072

https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/aenm.202200072?af=R