Nano Energy：Ti3C2Tx Mxene端基对软碳负极微观结构的调节用于快速稳定的储钠

Nanoyu

2021-04-30

软碳具有成本低、碳产率高的优点，但在高温热解时具有高度石墨化的结构，阻碍了其作为储钠负极的应用。

近日，大连理工大学胡方圆教授报道了提出了一种通过端基Ti₃C₂T_x Mxene来延缓沥青衍生软碳的高温石墨化和调节其微观结构的新策略。

文章要点

1）在退火阶段，MXenes的末端得到了有效地利用，其消耗了沥青中过多的氢气。沥青衍生软碳的微观结构由有序的具有3.48 Å的小d₀₀₂间距转化为高度无序的具有4.0 Å的大d₀₀₂间距。实验结果显示，最佳的TiC@C-3负极在30 mA g⁻¹下的比容量为294.2 mAh g⁻¹，800次循环后的容量保持率为96.2%。

2）得益于其独特的2D/3D结构以及TiC@C-3活性区域的增加，Na的扩散动力学得到了显著提高。在此基础上，研究人员详细阐明了一种新的“TiC取向碳”结构的微结构与储钠性能之间的内在关系，其中斜率容量归因于Na⁺离子在缺陷/O原子上的吸附，低电位平台容量则归因于Na⁺离子在石墨层之间的插入。

这种对软碳微结构的有效调整策略促进了用于储钠的高性能和快速动力学碳负极负极的设计与开发。

参考文献

Siyang Liu, Wenlong Shao, Wenshu Zhang, Tianpeng Zhang, Ce Song, Man Yao, Hao Huang, Xigao Jian and Fangyuan Hu, Regulating microstructures of soft carbon anodes by terminations of Ti₃C₂T_x MXene toward fast and stable sodium storage, Nano  Energy, (2021)

DOI: 10.1016/j.nanoen.2021.106097

https://doi.org/10.1016/j.nanoen.2021.106097