预嵌锂策略提升V2CMXene电化学性能

【研究背景】

       近几十年来，锂离子电池引起了人们的广泛关注，并取得了很大的进展。但是，LIBs面临着价格高、资源稀缺和安全等问题，有必要开发一种替代储能装置。由于镁离子的二价离子的高理论容量、地球丰富的镁含量以及镁电极极高的安全性，使可充电镁离子电池成为了一种有希望代替锂离子电池的新一代新型电池。尽管镁电极有如此多的的优点，镁离子电池发展仍然受到电极材料以及电解液方面的制约。

【成果简介】

        近日, 北京科技大学新材料技术研究院先进能源材料研究室范丽珍教授团队在国际著名学术期刊Small上发表研究论文，题目为Prelithiated V2C MXene: A High-Performance Electrode for Hybrid Magnesium/ Lithium-Ion Batteries by Ion Cointercalation.文章报道了一种基于预嵌锂V2C MXene的镁锂高性能复合电池，为以后的电池设计提供了一种新的思路。

【图文导读】

图一 图为预嵌锂V2C示意图，V2AlC、V2C SEM TEM表征分析以及相关物理表征

图二为相关锂离子电池性能测试。其中最为突出的就是其优异的循环稳定性。

图三为镁锂复合离子电池的相关性能测试。可以看出这样的复合电池可以提高电池的稳定性。

【本文总结】

       综上所述，本工作证明了一种简便、快速的自放电方法来制备具有高离子存储能力的预锂化V2C MXene。Li+预插层为SEI形成提供了一个替代的锂源，可以有效缓解锂的消耗，扩大了MXenes的层间距，为离子运输提供了丰富的活性位点和快速通道。此外，原位 XRD和原位XPS表征验证了Mg/Li共插反应机理。所讨论和研究的电池化学性质为改进LIB电极的初始库伦效率开辟了新途径，并为MXene基材料作为高性能可充电MLIBs的电极候选材料的应用提供了新思路。

文献链接

DOI:10.1002/smll.201906076

信息来源： MXene Frontier