MXene成果登《AM》！可为可充电 Na-O2 电池提供大电流密度

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01  摘要

金属阳极是先进钠金属电池（例如Na-O2电池）的关键部件。设计 3D 限制支架是构建无枝晶钠金属阳极的一种有前景的策略；然而，大电流密度（>10 mA cm−2）下的循环稳定性仍然难以实现。新型轻质纤维状羟基化 Ti3C2 (h-Ti3C2) MXene 支架，具有阶梯式亲钠梯度结构 (h-M-SSG)，其厚度可以控制 (80−250 µm)。亲钠梯度结构（由h-Ti3C2调节）可以有效诱导钠离子优先沉积在支架底部，从而抑制枝晶生长。h-M-SSG/Na基对称电池在高电流密度（40 mA cm−2）和高截止容量（40 mAh cm−2）下表现出低极化电压和长循环寿命。此外，具有 h-M-SSG/Na 阳极的 Na-O2 电池在 1000 mA g−1 和 1000 mAh g−1 下循环 45 次后表现出 0.137 V 的低电位间隙。这种沉积调节策略将激发高性能钠金属阳极电池 3D 支架的设计。

02  精彩亮点

1. 提出了一种新型的钠离子电池负极材料，h-M-SSG/Na，具有较高的容量和循环稳定性。

2. 采用原位剥离法制备了h-Ti₃C₂/CNTs复合材料，并将其作为钠离子电池的负极材料，表现出优异的电化学性能。

3. 研究了h-M-SSG/Na电极在钠-O₂电池中的性能，发现其具有较高的容量和循环稳定性。

03  制备 h-Ti₃C₂/CNTs 混合物的具体步骤是什么？

制备 h-Ti₃C₂/CNTs 混合物的具体步骤如下：

1. 首先，将 h-Ti₃C₂ 粉末和 CNTs 粉末按一定比例混合均匀。

2. 然后，将混合物放入球磨罐中，加入适量的乙醇作为球磨介质。

3. 将球磨罐放入行星式球磨机中，进行球磨处理，直至达到所需的粒径和形貌。

4. 最后，将球磨后的混合物进行干燥处理，即可得到 h-Ti₃C₂/CNTs 混合物。

需要注意的是，球磨时间和球磨介质的种类和用量都会影响混合物的性能，因此需要根据具体情况进行调整。

04  图文参考

05  总结