海绵状氮掺杂Ti₃C₂Tₓ

三维互通孔道，高倍率长循环

通过三维互通孔结构打破常规二维MXene的自堆叠，实现多向快速钠离子扩散，大幅提升倍率和循环稳定性。

Yamei, Yao · Yu, Cui · Xinli, Wu · 郭春丽 · 张卫珂 · 郭美卿 · 石兴强 · 陈晗

Energy & Fuels 2025

具体参数

比表面积

{'zh': '68.8', 'en': '68.8'} m² g⁻¹

0.1 A g⁻¹放电容量

{'zh': '203.6', 'en': '203.6'} mAh g⁻¹

1 A g⁻¹放电容量

{'zh': '170.5', 'en': '170.5'} mAh g⁻¹

5 A g⁻¹放电容量

{'zh': '146.8', 'en': '146.8'} mAh g⁻¹

0.1 A g⁻¹循环100次后容量

{'zh': '206.9', 'en': '206.9'} mAh g⁻¹

5 A g⁻¹循环1000次后容量

{'zh': '147.1', 'en': '147.1'} mAh g⁻¹

技术优势

倍率够用

三维互通孔结构使钠离子能够多方向快速迁移，在5 A g⁻¹高电流密度下仍保持高容量。

循环不减反增

在5 A g⁻¹下循环1000次后，容量不仅不衰减，反而从146.8 mAh g⁻¹提升至147.1 mAh g⁻¹，归因于循环过程中的持续活化。

比表面积倍增

通过精确调控NH₄HCO₃浓度至3 M，MXene从致密堆叠变为海绵状多孔结构，比表面积大幅提高至68.8 m² g⁻¹。

应用场景

• 钠离子电池负极：替代硬碳等负极，提供高容量、优异倍率和循环稳定性。
• 高倍率储能：三维孔道实现多向快离子扩散，满足高功率充放电需求。
• MXene电极：直接用作负极活性材料，保留MXene导电性并克服自堆叠。
• 快充电池：5 A g⁻¹下容量146.8 mAh g⁻¹，支持快速充电场景。