Ti₃C₂T_x MXene基材料在锂空气电池正极中的研究进展

摘要

锂空气电池具有3 500 W·h·kg^-1的理论能量密度，是极具发展潜力的新一代能源存储系统.在有机相锂空电池中，放电产物为固态Li₂O₂，具有绝缘性，导致正极反应动力学缓慢，造成反应过电位高、倍率性能差、循环稳定性有限且能量效率低等后果.催化剂可以改善氧还原反应（oxygen reduction reaction,ORR）和氧析出反应（oxygen evolution reaction,OER）动力学，提升各项性能参数，因此开发稳定且高活性的正极催化剂是改善锂空电池性能的关键. Ti₃C₂T_x MXene是2011年被发现的二维层状钛碳/氮化物纳米材料，导电性高且表面可调，具有催化ORR和OER反应的双重功能，近年来受到广泛关注，在锂空电池中具有良好的应用前景.本文介绍了锂空电池的反应机制，总结了近几年Ti₃C₂T_x MXene基材料在锂空电池正极催化剂中的研究进展，探讨了锂空电池中Ti₃C₂T_x MXene基正极催化剂材料的反应机制与性能提升策略，并对此方向未来的发展作一展望.

关键词

Ti₃C₂T_x MXene / 锂空电池 / 正极催化剂 / 氧还原反应 / 氧析出反应