【研究背景】

? ? ? ?包含過渡金屬的2D材料的研究一直是材料科學的前沿工作。MXene是近年來發(fā)現的新型二維層狀材料具有與石墨烯相媲美的電化學性質。從儲能的角度看，其獨特的開放式結構和良好的導電性，使其成為高效的載流子運輸的佼佼者。當作為鋰離子電池(LIB)陽極時，MXene通過脫溶離子插入層間空間而表現出氧化還原贗電容。曾有人提出，離子的存儲容量很大程度上取決于表面官能團的性質。而MXene表面有著豐富的官能團，這為使其在儲能方面具有相當大的應用潛力。

【成果簡介】

? ? ? ? 近日,?哈爾濱工業(yè)大學Bo Wang, Dianlong Wang 教授與澳大利亞臥龍崗大學竇世學教授在頂級學術期刊Advanced Materials上發(fā)表研究論文，題目為Interfacial and Electronic Modulation via Localized Sulfurization for Boosting Lithium Storage Kinetics.文章報道了一種基于MXene通過局部硫化改性進而提升鋰離子的動力學性能。

【圖文導讀】

圖一. Fe3O4/FeS@S-MX的合成流程

圖二.為材料的SEM,TEM,XRD以及XPS相關測試。從中可以看出Fe3O4/FeS@S-MX具有3D互聯的層狀結構而Fe3O4/FeS納米粒子發(fā)生了局部的硫化。

圖三. 半電池電化學性能測試?？梢钥闯龈男院蟛牧暇哂懈玫拈L循環(huán)穩(wěn)定性以及優(yōu)秀的倍率性能。

圖四. 充放電過程中原位表征以及對鋰離子遷移路徑分析。

【本文總結】

? ? ? ?本文提出了一種簡便的共沉淀法和硫化法，可控制的均勻地在MXene表面嵌入結構良好的Fe3O4/FeS異質結構。由導電MXene納米薄片構建的三維交聯多孔結構為電子和Li +的轉移提供了通暢的路徑，并為體積膨脹提供了足夠的空間。同時，外部FeS的形成可以有效地調節(jié)Fe3O4的電子性質，從而提高反應動力學和結構穩(wěn)定性。

文獻鏈接

DOI: 10.1002/adma.202000151

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