材料研究学报

四川大学林紫锋团队在MAX相材料储能研究取得进 

来源:材料研究学报 【在线投稿】 栏目:综合新闻 时间:2021-07-28

近日,四川大学材料科学与工程学院林子峰团队和中国科学院宁波材料研究所黄庆研究员团队首次提出V2SnC-MAX相具有优异的电化学性能作为锂离子电池的新型负极材料,并解释了其双氧化还原存储。能量机制。相关结果发表在Nano-Micro Letters杂志上,标题为“Electrochemical Lithium Storage Performance of Molten Salt Derived V2SnC MAX Phase”。四川大学材料科学与工程学院2018级硕士马国良为论文共同第一作者,林子峰研究员为共同通讯作者。

图1:V2SnC-MAX相高分辨率扫描透射电子显微镜图像和能谱。

自2011年二维MXene材料兴起以来,MAX相作为制备MXene材料的前驱体备受关注,但对MAX相材料的储能性能研究甚少。 2017年,美国德雷塞尔大学Gogotsi教授团队首次报道了Ti2SC和Ti3SiC2MAX相可作为储锂负极材料,但储锂容量较低。

本研究采用熔盐法制备V2SnC-MAX相,通过高能球磨获得V2SnC-MAX相纳米颗粒。仅添加5wt%的导电添加剂制备电极,其最高质量比容量为490 mAh/g,最高体积容量为570 mAh/cm3。通过第一性原理计算和实验研究发现,V2SnC在储锂过程中具有双重氧化还原机制。一方面,Sn原子层可以与锂发生合金化反应,另一方面,V2C层也可以吸附锂。因此,随着V2SnC颗粒尺寸的减小,活性储能位点增加,锂存储性能更加优异,原位和异位X射线衍射测试证明V2SnC保持了稳定性充放电过程中的晶体结构。 ,所以它也具有良好的循环和倍率性能。

图2:电化学储锂机制

来源:四川大学

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