利用MXenes和碳纳米角的工程复合材料，在锂/钠离子电池的能量存储方面实现协同增效

《Nanoscale》：Synergistic enhancement in energy storage in lithium/sodium ion batteries using engineered composites of MXenes and carbon nanohorns

碳纳米管复合MXene的锂钠离子电池性能优化及界面特性研究。采用无氢氟酸合成法制备Sf-MXene，通过调节碳纳米管（CNHs）添加比例（4:1、3:2）探究对材料比表面积、晶体结构及电化学性能的影响。BET/XRD/XPS等表征显示CNHs与Sf-MXene形成均匀复合层，降低界面阻抗。DRT和电化学阻抗分析表明4:1比例使总极化电阻降低18.6%，循环后Li半电池容量保持率提升至92.3%。XPS证实SEI膜中LiF含量增加显著改善离子传输。|无氢氟酸合成MXene|碳纳米管复合物|锂钠离子电池性能优化|DRT界面分析|SEI膜特性研究

　　

MXenes的合成工艺及其重新堆叠一直是研究中的重大挑战，这推动了人们寻找一种简便且可持续的解决方案，以将其应用于储能设备中。针对这些关键问题，本研究提出了一种无需氢氟酸的MXene（Sf-MXene）合成方法，并探讨了不同比例的碳纳米角（CNHs）对锂/钠离子电池界面性能和电化学性能的影响。通过BET、XRD、拉曼光谱（Raman）、XPS和FE-SEM等分析手段研究了这些材料的化学和物理性质。为了评估电化学性能，对CR 2025锂/钠半电池进行了阻抗测试和循环伏安法实验。此外，还通过松弛时间（DRT）分布分析来阐明复杂的界面现象。结果表明，在Sf-MXene/CNH 4:1组成的锂/钠离子阳极半电池中，其比容量和循环稳定性优于Sf-MXene/CNH 3:2以及纯Sf-MXene组成的锂/钠离子阳极半电池。进一步的DRT研究表明，Sf-MXene/CNH 4:1组合在循环伏安后总极化电阻降低，从而改善了锂离子在阳极半电池中的传输动力学。而Sf-MXene/CNH 3:2组合则增加了SEI（固体电解质界面）和界面电阻，导致电化学性能下降。由于本研究使用的活性材料中锂离子的扩散更为容易，锂离子阳极半电池表现出更优异的离子传输能力和更高的容量。通过死后XPS分析（post-mortem XPS studies）进一步评估了固体电解质界面的性质。