富氟Ti₃C₂Fₓ MXene

疏水抑副反应

通过SF₆气相刻蚀选择性去硅，得到高氟端基（87 at.%）的疏水MXene，显著抑制水系锌电池中的析氢副反应并降低锌成核能垒。

Guo, Yu · Yuxuan, Gao · Chen, Hao · Zhao, Qi · Zhu, Qi · Cao, Zhenjiang · 李彬 · 尚家香 · 杜志国 · 杨树斌

Advanced Energy Materials 2023

参数信息

-F端基含量

87 at.%

对称电池循环寿命

1200 h

倍率性能电流密度

6.4 mA cm⁻²

全电池循环稳定性

1000 cycles

全电池倍率容量

58 mAh g⁻¹

技术优势

疏水抑制副反应

氟端基使MXene表面疏水，减少与水接触，从而抑制析氢等副反应。

降低锌成核能垒

富氟表面降低锌成核能垒，促进均匀沉积。

高-F端基占比

XPS表征-F端基最高可达87 at.%，远超常规刻蚀。

应用场景

• 锌离子电池：用作锌金属负极保护涂层，延长水系锌电池循环寿命并提升倍率性能。
• 水系储能：疏水表面抑制水系环境中水诱导副反应，提高储能器件在潮湿环境下的耐久性。
• 析氢抑制：氟端基降低水接触，减少析氢，提高锌负极库仑效率和安全性。
• 电池负极材料：作为锌负极改性剂，降低成核能垒并促进均匀沉积，抑制枝晶。