KAUST用激光脉冲修改“MXene具有替代电极材料结构的潜

最近，阿卜杜拉国王科技大学（King Abdullah University，KAUST）一项研究成果可能有助于改进下一代电池的阳极材料。

据悉，KAUST用激光脉冲修改了一种叫做“MXene具有替代电极材料结构的潜力，提高其能量容量等关键性能。

在这项研究中，科学家解释说，石墨含有扁平的碳原子层，锂原子存储在电池充电过程中，这被称为“嵌入”。”MXene“材料结构还包含可容纳锂的层，但这些层是由钛、钼、碳或氮原子等过渡金属组成的，使材料具有高导电性。

这些层的表面也有额外的原子，如氧或氟。基于碳化钼的“MXene材料结构具有特别好的锂储存能力，但在反复充放电循环后，其性能也会迅速下降。

由Husam组成 N． Alsharef和Zahra 由Bayhan领导的KAUST团队发现，这种降解是由MXene结构中氧化钼的化学变化引起的。

为了解决这个问题，他们使用红外激光脉冲MXene“碳化钼的小“纳米点”是在材料结构中制作的，称为“激光标记”。这些大约10纳米宽的纳米点通过碳材料连接到“MXene层上的材料结构。

这提供了几个好处：首先，纳米点为锂提供了额外的存储容量，并加快了充放电过程。激光处理还降低了材料的氧含量，有助于防止有问题的氧化钼的形成。最后，纳米点和层之间的强连接改善了“MXene在充放电过程中，材料结构的导电性稳定了其结构。

“这为调整电池性能提供了一种经济、高效、快速的方法，”Bayhan在一份媒体声明中说

研究人员用激光雕刻材料制作了一个阳极，并在锂离子电池中进行了1000多次充放电循环测试。有了纳米点，该材料的电存储容量是原始MXene的4倍，几乎达到了石墨的理论最大容量。激光雕刻材料在循环测试中没有显示容量损失。

鉴于这些结果，他们认为激光雕刻可以作为改进其他“通用策略”的通用策略MXenes“材料结构的性能。例如，这有助于开发新一代可充电电池，使用比锂更便宜、更丰富的金属。此外，与石墨不同，钠离子和钾离子也可以嵌入MXenes材料结构。