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      層狀過渡金屬二鹵族化合物因具有較高的理論比容量而成為鈉離子電池的極具潛力的陽極。然而，疊垛嚴重限制了它們的可達位置，導致不理想的比容量、循環穩定性和工作溫度范圍。本文通過一種簡單的液體混合方法，設計了一種分層的二維VS₂/Ti₃C₂T_x MXene雜化，其中VS₂被限制在導電Ti₃C₂T_x基質中，并在它們之間建立了化學連接。原位透射電子顯微鏡分析表明，該雜化體依賴于VS₂和NaxVS₂ (x=1)之間非常快速和可逆的插層/去插層過程來儲存鈉。理論計算表明，Ti₃C₂T_x顯著增強了VS2的電荷轉移和體積膨脹，尤其是加入Na⁺后。因此，這種合理的設計展示了一種以插層偽電容為主導的機制，具有優異的比容量(在0.2 a g⁻¹時為522 mAh g⁻¹)，速率能力(在10 a g⁻¹時為342 mAh g⁻¹)，循環壽命(3000次循環后為116%)，以及全氣候工作性能(具有高比容量和長期循環穩定性，即使在70和- 40℃)。本研究為基于插層贗電容設計快速充電、長周期、全氣候SIBs陽極開辟了新的思路。

 
圖1. VS₂/Ti₃C₂T_x混合材料的制備與設計。

 
圖2. 形態和結構表征。

 
圖3. 電化學性能。

 
圖4. 原位透射電鏡分析電化學反應機理。

 
圖5. 電化學動力學分析。

 
圖6. 理論計算。
 
        相關科研成果浙江大學材料科學與工程學院Jianguo Lu等人于2023年發表在Small（DOI: 10.1002/adfm.202307794）上。原文：Intercalation Pseudocapacitance in 2D VS₂/Ti₃C₂T_x MXene Hybrids for All-Climate and Long-Cycle Sodium-Ion Batteries。
        原文鏈接：https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/adfm.202307794

轉自《石墨烯研究》公眾號