电工地点高性能MXene基锂离子电容器研讨中获发展

MXene作为一种新式二维过渡金属碳化物，具有与石墨烯类似的结构特色，在储能范畴得到广泛研讨。但是，MXene自身比容量低，因而构建合理的纳米结构、保存二维资料特征、引进高储锂容量成为MXene在高功能电极资料运用方面的应战。

前期，研讨团队运用剥离Ti3C2Tx MXene时运用的四丁基铵离子(TBA+)作为阳离子中间体，有用减少Ti3C2Tx和氧化石墨烯(GO)之间的静电斥力，使两种二维资料构成面对面摆放结构，制备出具有优异比容量和倍率功能的Ti3C2Tx/rGO复合负极资料(Sci. Bull. 2021, 66, 914-924)。在此基础上，科研团队运用水热法制备热力学安稳的1T相MoS2，并在二维Ti3C2Tx上原位成长，制备出1T-MoS2/d-Ti3C2Tx二维复合纳米资料。在水热过程中TBA+嵌入MoS2层间，扩展层间间隔的一起为MoS2注入额定电荷诱导其从2H向1T相改变。扩展的层间空间及1T相MoS2的金属导电性为锂离子在1T-MoS2/d-Ti3C2Tx的分散降低了能量势垒，有用弥补了正负极之间的动力学差异。尔后，研讨人员选用1T-MoS2/d-Ti3C2Tx作为负极，多孔石墨烯作为正极，组装成的高功能锂离子电容器能量密度最高可达188 Wh/kg，功率密度最高可达13 kW/kg(以上数据根据电极资料质量)，5000次充放电循环后容量坚持率为83%。研讨标明，1T-MoS2/d-Ti3C2Tx作为高功能锂离子电容器的负极资料具有较好的运用远景，为高功能锂离子电容器的开发供给了新思路。

研讨工作得到国家自然科学基金、中科院大连洁净动力研讨院协作基金、中科院青年促进会等的支撑。

1T-MoS2/d-Ti3C2Tx二维复合纳米资料结构示意图