MXenes应用于锂离子电池负极的研究进展

摘要

具有优异导电性、机械性能以及化学稳定性的二维层状过渡金属碳化物、氮化物或碳氮化物（MXenes）在储能领域受到了广泛关注。锂离子电池因其循环寿命长、绿色环保、无记忆效应等优点被认为是拥有巨大潜力的储能器件，但目前的负极材料都存在一些不足之处，如比容量还需进一步提高、充电前后体积会发生巨大变化，而将MXenes应用到锂离子电池中可以有效提升电池性能。介绍了MXenes的制备方法，并从结构调控以及与其他材料复合方面对MXenes近年来在锂离子电池中的应用研究进行了综述。MXenes的制备方法主要有化学法、熔融盐法、电化学法，不同方法制备的MXenes表面化学基团也有着差异。结构调控可以改变MXenes的层间距、层数以及整体结构，使MXenes暴露出更多活性位点并增强其储锂能力。从MXenes与硅、金属氧化物、碳材料复合的方面出发，讨论了MXenes复合材料的性能以及在锂离子电池负极中的研究进展。最后，本文总结了MXenes在锂离子电池负极中的研究进展，并对MXenes应用于锂离子电池的发展趋势进行了展望，为MXenes在锂离子电池中的后续研究提供了一定参考。

关键词

MXene / 锂离子电池 / 储能器件 / 负极材料 / 研究进展

基金资助

国家自然科学基金（52173183）; 光电化学材料与器件教育部重点实验室开放课题（JDGD-202207）