MXene是比石墨烯還火的二維明星材料，身為先進(jìn)的MXene制造商，北科納米推出特惠活動(dòng)，mxene等材料九折起，同時(shí)北科納米推出新介孔材料產(chǎn)品，更多優(yōu)惠價(jià)格，等你來(lái)秒殺！?

? ? ? ? ? ? ? ? ?

水系鋅離子電池由于Zn負(fù)極獨(dú)特的優(yōu)勢(shì)引起了研究者們極大的興趣。雖然商業(yè)化鋅箔具有低成本以及可以大規(guī)模生長(zhǎng)的優(yōu)勢(shì)，但是其內(nèi)在的表面粗糙程度會(huì)導(dǎo)致嚴(yán)重的局部電場(chǎng)增強(qiáng)。在放電過(guò)程中，Zn2+傾向于在電場(chǎng)增強(qiáng)的情況下產(chǎn)生持續(xù)的沉積，進(jìn)而逐漸演變?yōu)閆n枝晶。持續(xù)生長(zhǎng)的枝晶會(huì)導(dǎo)致在刺穿隔膜后導(dǎo)致內(nèi)部的短路故障。此外，在脫鋅的過(guò)程中，鋅枝晶容易從其內(nèi)部破裂并轉(zhuǎn)化為“死鋅”，導(dǎo)致庫(kù)倫效率的下降以及嚴(yán)重的容量衰減。采用原位生長(zhǎng)的方法在Zn負(fù)極上制備高度均勻的人工層是一種值得進(jìn)一步探究的方式。受此啟發(fā)，南開(kāi)大學(xué)牛志強(qiáng)教授團(tuán)隊(duì)在國(guó)際頂級(jí)學(xué)術(shù)期刊?Angewandte Chemie International Edition上發(fā)表題目為：Direct Self-Assembly of MXene on Zn Anodes for Dendrite-Free Aqueous Zinc-Ion Batteries的研究論文，提出了一種自發(fā)的還原/組裝策略，可以將超薄且均勻的MXene層直接組裝在Zn負(fù)極的表面上，并且可以很好地控制MXene層的厚度。超薄的厚度將有利于電解質(zhì)離子的快速傳輸，此外，MXene層可以有效地抑制鋅枝晶的形成和負(fù)極上的副反應(yīng)。因此，基于具有MXene層的Zn負(fù)極的ZIBs表現(xiàn)出增強(qiáng)的電化學(xué)性能。

圖1.Zn箔表面堆疊MXene納米片的合成示意圖。

?

圖2.?MXene包覆的Zn負(fù)極的掃描電鏡，mapping圖像，實(shí)物圖與XPS光譜。

圖3.純Zn和MZn-x組成的對(duì)稱式器件的電化學(xué)性能。

?

圖4.?Zn沉積的原位光學(xué)可視化圖像。

?

圖5.?Zn和MZn-60的Zn/MnO2電池的電化學(xué)性能比較。

總的來(lái)說(shuō)，本文通過(guò)在Zn負(fù)極上均勻組裝MXene層可以通過(guò)簡(jiǎn)易的原位同步還原/組裝策略。這種具有MXene層的負(fù)極具有一些獨(dú)特的優(yōu)勢(shì)，包括地成核能壘和均勻分布的電場(chǎng)，從而導(dǎo)致均勻的鋅沉積。因此，MZn負(fù)極表現(xiàn)出了長(zhǎng)期循環(huán)的穩(wěn)定性，更低的電壓滯后性以及光滑的無(wú)枝晶表面，表明其潛力可作為ZIBs的穩(wěn)定負(fù)極。組裝的MZn-60/MnO2電池，可以產(chǎn)生杰出的循環(huán)穩(wěn)定性，在500次循環(huán)后具有81%的容量保留率。這種MXene改進(jìn)的Zn負(fù)極具有增強(qiáng)的電化學(xué)性能和無(wú)枝晶的生成的優(yōu)勢(shì)，為Zn電池系統(tǒng)的研究提供了新思路。