近日，我院先进材料与能源器件团队李战雨博士在Mxene铝电池研究方面取得新进展。相关工作“Dual Protection Strategy by Constructing MXene-Coated Cu2Se-Cu1.8Se Heterojunction and CMK-3 Modification for High-Performance Aluminum-Ion Batteries” 在线发表在《ACS Applied Materials & Interfaces》（DOI: 10.1021/acsami.2c15189），硕士研究生柴露宁和李笑笑为共同第一作者，张文明教授和李战雨博士为共同通讯作者。
铝含量丰富，具有很高的理论容量和体积能量密度。制备具有理想动力学的阴极材料对于提高铝离子电池（AIB）的电化学性能具有重要意义。过渡金属硒化物具有储量丰富、放电比容量和放电电压平台高的优点，是一种很有前途的可再充电AIB材料，然而低的结构稳定性和相对较差的反应动力学对AIB的发展构成了相当大的挑战。Cu2Se-Cu1.8Se的立方结构可适应循环过程中活性材料的体积变化，并有助于氯铝酸盐阴离子在阴极材料中的插层和脱层。我们使用CMK-3改性隔膜和MXene包覆层为Cu2Se-Cu1.8Se异质结构创建了双重保护机制，以更好地减少容量损失。除了提供多种电子传输途径外，MXene和CMK-3还有助于防止活性物质溶解。这种新颖的设计使Cu2Se-Cu1.8Se@MXene在1.0 A g-1下，具有705.5 mAh g-1的初始放电容量。即使在2.0 A g-1下1500次循环后，容量仍保持在225.1 mAh g-1。此外，作者还揭示了在充电/放电期间AlCl4嵌入/脱嵌到Cu2Se-Cu1.8Se异质结中的反应机制。这项构建新型阴极材料的工作极大地改善了AIB的电化学性能。
以上工作得到了国家自然科学基金和河北省自然科学基金项目资助。
论文链接：https://doi.org/10.1021/acsami.2c15189
