【研究背景】

随着小型电子设备和电动汽车的应用需求的快速增长，现有的商用阳极(石墨)已难以满足未来锂离子电池(LIBs)的高能量密度和重量比功率要求。在这种情况下，理论容量较高(4200 mA h g -1)、锂化电位较低(< 0.5 V vs Li/Li +)、地壳储量丰富的硅(Si)被认为是LIBs最有潜力的阳极材料。然而，阻碍硅阳极大规模高效应用的主要问题是在(de)成锂过程中的体积膨胀和收缩(>300%)，导致严重的结构破碎，导致容量损失快，循环稳定性差，倍率特性差。此外，硅的导电性比石墨低，导致锂离子(de)插层过程中不可逆性大，进一步降低了初始库仑效率。

【成果简介】

最近，东华大学纤维材料改性实验室杨建平教授团队在国际知名学术期刊 ACS Applied Materials & Interface上发表题目为：Interface-Amorphized  Ti₃C₂@Si/SiOx@TiO₂ Anodes with Sandwiched Structures and Stable Lithium Storage的研究论文。

【图文导读】

图一.Ti₃C₂@Si/SiOx@TiO₂的形成过程示意图。

图二.电镜图像及元素分布图。

图三.XRD，孔隙大小及XPS表征分析。

图四. 相应电化学测试。

图五.锂离子存储的反应动力学分析。

【本文总结】

采用MRR法成功地设计和制备了具有夹层结构的界面非晶化 Ti₃C₂@Si/SiOx@TiO₂复合材料，并采用溶胶-凝胶法对所选样品进行了非晶二氧化钛涂层。与Ti₃C₂@Si/SiOx相比，Ti₃C₂@Si/SiOx@TiO₂阳极在最初的10个循环中表现出更好的性能，具有更好的循环稳定性和更好的容量保持能力。

文献链接：

DOI: 10.1021/acsami.0c05116

信息来源：

MXene Frontier