ACS Appl. Mater. Interfaces｜化学转化制备PBA/MXene锂电电极的通用策略

北科纳米提供MXene材料（可定制）

研究摘要

普鲁士蓝类似物（PBAs）被认为是一类有潜力的Li离子存储材料，得益于其可控的组分、可设计的拓扑与可调的多孔结构，但其仍然受限于严重的容量衰减与较差的循环稳定性，这主要来自于锂化过程中的体积变化与较高的电阻。近日，南京工业大学孙庚志教授研究团队在《ACS Appl. Mater. Interfaces》发表最新研究成果，报道了一种转换在二维（2D）MXene或rGO上负载小尺寸PBA纳米颗粒的通用方法，通过原位转换的方式利用超薄层状双金属氢氧化物纳米片（LDH）来制备。2D导电纳米片可实现电子的快速传输，甚至在搞速率下保证PBA的高效利用。同时，PBA纳米颗粒可以有效地防止2D材料的重堆叠并促进离子的快速传输。优化后的Ni_0.8M_0.2-PBA/MX作为锂离子电池的负极在0.1 A g^-1的电流密度下输出442 mAh g^-1的比容量与杰出的循环稳定性。

图文导读

图1. PBA/2D宿主的静电组装-原位转化制备示意图。

图2. Ni_0.8M_0.2-LDH分散液与MXene分散液的光学照片、TEM图像与Zeta电势测试；Ni_0.8M_0.2-LDH/MX的SEM图像与XRD图谱。

图3. Ni_0.8M_0.2-PBA/MX的SEM图像、XRD、XPS光谱。

图4. Mn-PBA/MX、Ni_0.5M_0.5-PBA/MX、Ni_0.7M_0.3-PBA/MX与Ni_0.8M_0.2-PBA/MX的电化学性能测试。

图5. Ni_0.8M_0.2-PBA/MX的动力学过程分析。

总结

得益于小颗粒尺寸与2D纳米片的优势，导电性与离子扩散可以得到有效的增强，从而提升PBA/MX作为储锂负极材料的输出容量与循环稳定性，该工作为PBA基电极材料的合理设计提供了新思路。

文献链接

https://doi.org/10.1021/acsami.2c01382