磷掺杂PbTe/MXene超结构

超稳循环2万圈

一种磷掺杂的PbTe/MXene超结构负极，通过增强的捕获-转化功能有效抑制多碲化物穿梭并加速反应动力学，实现钾离子电池的超长循环寿命。

Qiu, Zhenping · 曾庆光 · Liu, Zheng · 李一举 · 张业龙

Advanced Science 2025

具体参数

可逆容量（半电池）

{'zh': '289.1', 'en': '289.1'} mAh g-1

倍率性能

{'zh': '151.3', 'en': '151.3'} mAh g-1

循环后容量（半电池）

{'zh': '180.1', 'en': '180.1'} mAh g-1

能量密度（全电池）

{'zh': '186.0', 'en': '186.0'} Wh kg-1

技术优势

抑制穿梭效应

磷原子进入 MXene 晶格后，d 带中心与 p 带中心的能隙减小，增强了对多碲化物的化学吸附，防止其溶解和穿梭。

高倍率性能优异

在 20 A g-1 的超高电流密度下仍能输出 151.3 mAh g-1，说明反应动力学得到大幅提升。

超长循环寿命

在 2.0 A g-1 下循环 2000 次后仍保持 180.1 mAh g-1，几乎无衰减，得益于穿梭效应的抑制。

应用场景

• 钾离子电池：直接用作负极材料，实现超长循环和高倍率性能。
• 储能系统：稳定循环2000次以上，降低储能系统更换频率。
• 可穿戴设备：软包全电池中弯曲稳定性优异，适合柔性电子。
• 医疗植入电池：超长循环寿命减少更换手术次数，提升植入安全性。