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作者:陈炳淞;罗祥生;蔡平雄;晁会霞;
单位:北部湾大学石油与化工学院,广西绿色化工新材料与安全技术重点实验室;
摘要:商用石墨较低的理论比容量限制了锂离子电池性能的进一步提升,因此需要开发具有高比容量的锂离子电池负极材料。过渡金属钼氧化物(MoO_3)因高理论比容量和低成本优势而受到广泛关注,但MoO_3在实际应用中存在电子导电性差与反复充放电过程中体积膨胀、结构坍塌等问题,限制了其进一步应用。本文采用热合成策略使MoO_3的前驱体在Ti_3C_2X MXenes纳米片上原位生长MoO_3,构筑MoO_3@MXenes复合材料用于电化学储锂。结果表明,Ti_3C_2X MXenes作为基底提升了MoO_3的电子导电性,抑制了MoO_3在充放电过程中的体积膨胀,增强了MoO_3的赝电容特性、倍率性能和循环稳定性。1.2 mV·s~(-1)扫速下MoO_3@MXenes复合材料电容贡献率为85.6%,1.0 A·g~(-1)电流下充放电循环800次后MoO_3@MXenes复合材料仍具有565 mA·h·g~(-1)的高比容量,当电流密度增加40倍时其比容量保持率为47.5%。本研究研发的MoO_3@MXenes复合材料以赝电容储能为主,电荷转移电阻低,倍率性能和循环稳定性良好,该复合材料的制备方法为钼氧化物电极材料提供了新思路。
关键词:钼氧化物;;热合成策略;;Ti_3C_2X MXene;;原位生长;;赝电容特性;;储锂性能
基金资助:国家自然科学基金(22369001);; 广西自然科学基金(2022JJA120103);; 钦州市科技开发项目(20223632);; 广西研究生教育创新计划(YCSW2025632);; 北部湾大学海洋科学广西一流学科