Cr₂AlB₂刻蚀及电化学性能研究

摘要

本研究系统探究了Cr₂AlB₂的HCl刻蚀工艺，并对比了Cr₂AlB₂与2D-CrB的锂电性能。通过优化HCl浓度、刻蚀温度和刻蚀时间，实现了Al层的高效剥离，成功制备出高纯度的二维CrB。研究表明，3 mol·L^-1 HCl在20℃下刻蚀6 h为最佳工艺条件，可使材料从致密层状结构转变为多孔二维片层，显著提升比表面积。电化学测试显示，相较于Cr₂AlB₂,2D-CrB具有更高的比容量、更优异的倍率性能和更稳定的循环性能。其首次放电容量为347.1 mAh·g^-1，在0.1 C倍率下循环100圈后容量保持率为65.4%；在0.2 C倍率长循环测试中，容量稳定在157 mAh·g^-1，库仑效率维持在98%以上。本研究为MBene材料的可控合成与储能应用提供了实验依据，揭示了二维结构对锂离子传输动力学和体积应变缓冲的增强机制，表明2D-CrB在锂离子电池负极材料领域具有广阔应用前景。

关键词

Cr₂AlB₂ / 2D-CrB / 二维材料 / 刻蚀 / 锂离子电池 / 负极材料