MXene增强丁二腈固态电解质

室温稳定循环8000小时

利用MXene锚定丁二腈分子，同时抑制其对锂负极的腐蚀并促进锂离子传导，解决了丁二腈实用化的关键瓶颈。

Xu, Hao · 刘帅 · 74020856 · 74020857 · Wang, Ting · Liu, Ting · Wang, Weimin · 宋凯凯 · Jie, Liu · 胡丽娜

Journal of Materials Science and Technology 2025

具体参数

离子电导率

{'zh': '2.17 × 10⁻³', 'en': '2.17 × 10⁻³'} S cm⁻¹

对称电池循环寿命

{'zh': '8000', 'en': '8000'} h

全电池可逆容量

{'zh': '151.7', 'en': '151.7'} mAh g⁻¹

容量保持率

{'zh': '99.3', 'en': '99.3'} %

技术优势

不再腐蚀锂负极

Ti₃C₂Tₓ 锚定了游离的丁二腈分子，使其无法接触锂金属表面，从而防止了腐蚀反应。

离子电导率更高

引入竞争配位诱导效应，弱化了 Li⁺ 的配位环境，使离子电导率在 35 °C 达到 2.17 × 10⁻³ S cm⁻¹。

有效抑制锂枝晶

通过调节 MXene 比例增强电解质的力学性能，物理阻挡锂枝晶生长，使对称电池在室温下稳定循环 8000 小时。

循环稳定性极佳

LiFePO₄||Li 全电池在 300 次循环后容量保持率高达 99.3%，仍具有 151.7 mAh g⁻¹ 的可逆容量。

应用场景

• 固态锂金属电池：直接用作固态电解质膜，组装高安全性锂金属电池。
• 高能量密度锂电池：与高电压正极匹配，提升电池能量密度。
• 聚合物电解质：作为聚合物基体，解决丁二腈腐蚀问题并提升离子电导率。
• MXenes复合材料：利用MXene的锚定和力学增强效应，开发多功能复合电解质。