MnO₂/MXene超晶格正极

万次循环容量保持88%

将单层MnO₂纳米片稳定地隔离在MXene纳米片之间，同时解决导电性差和结构不稳定问题。

Wang, Yalei · Liwei, Liu · Yiping, Wang · 屈军乐 · 陈宇 · 宋军

ACS Nano 2023

具体参数

比容量（0.2 A g⁻¹）

{'zh': '315.1', 'en': '315.1'} mAh g⁻¹

比容量（5 A g⁻¹）

{'zh': '149.8', 'en': '149.8'} mAh g⁻¹

循环保持率（5000次后）

{'zh': '88.1', 'en': '88.1'} %

技术优势

导电性大幅提升

MXene纳米片作为导电贡献者，强化了电子传输，解决了MnO₂本征导电性差的瓶颈。

结构稳定性好

MXene隔离MnO₂纳米片并防止其聚集，维持了整体结构稳定性，使循环性能大幅提升。

活性位点高度暴露

规则堆叠的超晶格周期结构提供了高暴露的活性位点，促进了离子扩散，从而实现了高比容量。

快速充放电能力

在5 A g⁻¹的大电流下仍能保持149.8 mAh g⁻¹的容量，显示出优异的倍率性能。

应用场景

• 水系锌离子电池：作为高安全、低成本的水系电池正极材料，替代有机体系。
• 锌离子电池正极：提供高容量、长循环的MnO₂基正极方案，解决现有正极不稳定问题。
• MXene基复合材料：利用MXene构建导电骨架并稳定MnO₂，开发高性能复合电极。
• 高安全储能：水系锌离子电池体系本质安全，避免热失控风险。