十年前，Ti₃C₂T_x化合物(MXenes)的发现为高速储能应用开辟了新的研究方向和宝贵的机会。MXenes具有容纳各种一价和多价阳离子的独特能力，并且在不同的电解质环境(包括水、有机和离子液体溶液)中具有高稳定性，这促进了用于各种应用的先进MXene基电极的快速发展。与绝大多数典型的嵌入化合物不同，MXene电极的电化学性能受共嵌入溶剂分子的存在的强烈影响，这不能通过常规的电流/电势电化学测量来检测。此外，离子电化学插入MXene空隙导致与极化MXene电极中嵌入诱导的结构、尺寸和粘弹性变化的强耦合。为了阐明MXene系统的充电机制及其相关现象，近年来已经提出使用各种各样的实时监控技术。

近日，巴-伊兰大学Doron Aurbach，希伯来大学Netanel Shpigel，代尔夫特理工大学Xuehang Wang，哈萨克斯坦国立大学Fyodor Malchik综述了通过原位研究获得的与Ti3C2Tx电极充电机制及其潜在诱发结构和力学现象相关的最基本的发现。

文章要点

1）作者总结了Ti₃C₂T_x电极在水基电解质溶液中的原位表征，包括i）酸性；ii）中性；iii）高浓度溶液；iv）非水电解质。

2）作者总结了使用原位工具来探测充电过程中由阳离子插入引起的MXene电极的机械性能。

3）作者讨论了当前在理解MXene电极在不同操作环境中的充电机制以及使用各种补充分析工具来扩展和加深人们对其行为的了解方面所面临的挑战。

参考文献

Gil Bergman, et al, Elucidation of the Charging Mechanisms and the Coupled Structural–Mechanical Behavior of Ti₃C₂T_x (MXenes) Electrodes by In Situ Techniques, Adv. Energy Mater. 2023

DOI: 10.1002/aenm.202203154