用于高性能锌阳极的MXene导电添加剂

《ACS Applied Energy Materials》：Trace MXene Electrolyte Additives for High-Performance Zinc Anodes

MXene作为电解质添加剂在锌离子电池中形成缓冲层，有效抑制锌枝晶生长和腐蚀反应，提升电池循环稳定性（近1000小时）和容量（201.19 mA h g?1，500次循环），较ZnSO?体系提升1.6倍，同时促进电子传输。

　　

在水系锌离子电池（AZIBs）运行过程中，电极材料的稳定性是影响电池性能的关键因素之一。锌枝晶的生长不仅会破坏电池的内部结构，还可能引发短路等安全问题。在本研究中，选用MXene作为电解质添加剂，在阳极表面形成一层MXene缓冲层，以调控Zn²⁺的均匀沉积，从而保护锌阳极的稳定性。MXene缓冲层不仅有效隔离了电解质与锌阳极，防止腐蚀反应的发生，还促进了Zn²⁺均匀沉积层的形成。使用含MXene的电解质组装的对称电池在5 mA cm^–2的电流密度下可稳定循环近1000小时；即使在1 A g^–1的电流密度下循环500次后，该电池的比容量仍能达到201.19 mA h g^–1，这是使用ZnSO₄作为电解质组装的电池（比容量为122.52 mA h g^–1）的1.6倍。这项研究开发出一种电解质添加剂，它不仅能调控锌离子的均匀沉积，还能利用其导电性促进电子的快速转移。