虽然二维MXenes已经广泛应用于储能系统中，但是由于纳米片层的重新堆积引起的表面势垒和由于层间距不足导致的动力学限制是两个悬而未决的问题。
近日，香港城市大学支春义教授，中科院宁波材料所黄庆研究员报道了一种能有效增大层间距的Sn4+预插层Ti2CTX。
文章要点
1）Ti、Al和C在熔融盐浴中通过原位反应在碳球表面合成Ti2AlC MAX涂层。由于涂层的生长机制，Ti2AlC MAX涂层与碳球形成了很强的化学结合，所获得的Ti2CTX薄片与碳球紧密结合。然后使用HF溶液在MAX中选择性刻蚀掉Al层以获得Ti2CTX MXene。最后，用SnCl4溶液作为Sn源预嵌入Ti2CTX/C。
2）预先插层的Ti2CTX排列在碳球上，通过缩短离子扩散路径和提高反应动力学来进一步增强离子传输。
3）结果表明，当与锌负极配对时，实现了12500次循环，相当于2800 h的循环时间和5%的容量波动，超过了所有已报道的Mxene基水电极。在0.1 A g-1时，容量达到138 mAh g-1，即使在5 A g-1时仍保持92 mAh g-1。此外，获得了0.989 mV h-1的低自放电率，并在548 h内具有80.5％的高容量保持率。
4）基于水凝胶膜电解质制备的准固态电容器具有良好的机械变形和耐候性。
本工作对MXene采用了预插层和定向两种方式，并在水基锌离子电容器（ZICs）体系中实现了增强的离子扩散动力学，可应用于其他MXene基电池以提高性能。
Vertically Aligned Sn4+ Preintercalated Ti2CTX MXene
Xinliang Li, et al, Sphere with Enhanced Zn Ion Transportation and Superior Cycle Lifespan, Adv. Energy Mater. 2020
DOI: 10.1002/aenm.202001394
https://doi.org/10.1002/aenm.202001394
