和记最新北京化工大学徐斌教授团队在MXene基电极

　　MXene是一种新型二维层状过渡金属碳化物/氮化物，具有类金属的导电性、和记优良的亲水性、丰硕的外表端基和赝电容特征，在电化学储能范畴遭到普遍存眷。但是，作为钾离子电池负极质料时，MXene存在一些成绩亟待处理：起首，层间较强的范德华力使得MXene的片层易于发作堆叠，障碍了外表活性位点的有用操纵和离子的快速输运；其次，尺寸较大的钾离子在MXene层间的嵌入/脱出较为艰难；最初，钾的高活性和MXene丰硕的外表端基使得MXene和钾离子之间的不成逆副反响增加，库伦服从较低。

　　在课题组前期事情（Advanced Functional Materials, 2020, 30, 2000922; Energy Storage Materials, 2020, 29, 163-171; Small, 2019, 15, 1904293）的根底上，本领情一方面经由过程静电引诱法将带正电荷的三聚氰胺吸附在带负电荷的MXene片层外表，将其改变为具有三维导电收集和高比外表积的多孔MXene泡沫以进步MXene外表活性位点的操纵率、收缩了离子传输的途径，进而进步MXene的储钾容量和倍率机能；另外一方面接纳双氟磺酰亚胺钾盐（KFSI）作为电解质代替传统的KPF6，因为KFSI在轮回过程当中能够在MXene电极外表构成富含无机组分的固态电解质层，进步电极在轮回过程当中的库伦服从，进而表示出愈加优良的轮回不变性。在KFSI基酯类电解液中，三维MXene泡沫在30 mA g-1和2 A g-1的电流密度下别离表示出161.4 mAh g-1和70 mAh g-1的比容量，在1000 mA g-1的大电流密度下轮回2000圈后容量连结不变。别的，以三维MXene泡沫为负极、活性炭为正极组装的钾离子电容器在290 W kg-1下能够表示出57 Wh kg-1的能量密度（基于电极质料计较）。这一研讨成果表白三维构造的修建和KFSI电解质能够明显进步MXene质料的电化学储钾机能，为MXene在钾离子储能系统的使用供给了新思绪。

　　本文第一作者为我校高精尖中间博士后张鹏，徐斌传授为本文的通信作者，北京化工大学为独一完成单元。本研讨事情获得了国度天然科学基金和中国博士后科学基金的赞助。