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以碳化钛MXene为材料构建二维双金属(Fe-Ti)氧化物/碳/MXene结构，用于超高速锂离子存储( Construction of two-dimensional bimetal (Fe-Ti) oxide/carbon/MXene architecture from titanium carbide MXene for ultrahigh-rate lithium-ion storage )
L Wan DHC Chua H Sun L Chen L Pan
高比容量和功率密度的电池系统的发展可以为从个人电子到电网存储的各种能源相关应用提供燃料。(Fe2.5Ti0.5)1.04O4具有较高的理论比容量,由于具有较大半径的Ti(0.68)取代Fe(0.64),扩大了离子插层的层间空间,被认为是一种很有前途的锂离子电池高倍率正极材料。但其循环时体积变化大，导电性差，阻碍了其进一步应用。为了解决上述问题,本工作通过溶剂-水热、超声杂化和高温退火等方法,成功地合成了由Ti3C2Tx MXene衍生的二维(Fe2.5Ti0.5)1.04O4/C/MXene结构。(Fe2.5Ti0.5)1.04O4/C/Mxene在3 a g电流密度下循环800次,放电容量达757.2 mAh g,倍率性能优良。在Fe2.5Ti0.5)1.04O4分子中引入碳和二甲苯,形成二维层状结构,改善了离子扩散和电子输运,从而提高了材料的电化学性能。此外,(Fe2.5Ti0.5)1.04O4/C/Mxene的扩散控制过程和电容过程的协同作用提高了离子扩散速率,并在高电流密度下提供了高的比容量。本工作中的MXene衍生合成策略对于合成其它具有二维层状结构的高性能锂存储负极材料应该是一条很有前景的途径。
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