主要观点总结
该文章主要介绍了利用水热法合成的BaTiO3/少层Ti3C2Tx(MXene)复合材料在锂离子电池中的应用。该复合材料结合了BaTiO3纳米颗粒和少层Ti3C2Tx纳米片的优点,实现了高效的锂存储和出色的电化学性能。文章详细描述了合成过程、结构表征、电化学性能测试和理论计算等方面的内容。
关键观点总结
关键观点1: 研究背景
二维MXene因其广泛的反应表面和伪电容特性在LIBs中受到关注。Ti3C2Tx作为MXene的代表性成员,具有电导率高和锂离子扩散能垒低的优点,但仍面临易堆叠和氧化的问题。BaTiO3作为铁电材料,具有自发极化特性,在能源储存领域引起关注。将其集成到电池的各个组件中成为研究热点。
关键观点2: 工作简介
近日,新加坡国立大学许国勤教授课题组通过简便的水热法在少层Ti3C2Tx纳米片表面原位形成BaTiO3纳米颗粒。该复合材料在锂离子电池中展现出优势,展现出高容量、良好的循环性能和倍率性能。
关键观点3: 研究成果
1. 通过水热法成功制备了BT/f-Ti3C2Tx复合材料,实现了BaTiO3纳米颗粒在f-Ti3C2Tx纳米片上的均匀分布。2. 复合材料的电化学性能得到显著提升,如在10 A g-1的电流密度下,容量高达84 mAh g-1,接近原始Ti3C2Tx电极的五倍。3. BaTiO3纳米颗粒的引入形成了薄而粘附性良好的固体电解质界面层(SEI),延长了电池寿命。4. PFM测试证实了BaTiO3纳米颗粒的铁电性,DFT计算进一步揭示了其锂存储能力。5. 复合材料的制备为理性设计铁电复合材料提供了新的方向,并扩展了铁电材料在储能领域的应用潜力。
文章预览
【研究背景】 二维MXene由于其广泛的反应表面和伪电容特性,被认为有助于提升锂离子电池(LIBs)的能量和功率密度。作为MXene的代表性成员,Ti 3 C 2 T x 具有优异的电导率和低锂离子扩散能垒,但在LIBs应用中仍面临易堆叠和易氧化的问题。研究发现,通过合成少层Ti 3 C 2 T x 和构建Ti 3 C 2 T x 基复合材料,可以解决其在LIBs应用中的问题。其中,构建Ti 3 C 2 T x 基复合材料能够实现协同效应,从而提供比单独前体更优越的电化学性能。 具有自发极化特性的铁电材料钛酸钡(BaTiO 3 )在能源储存领域引起了广泛关注,将其集成到电池的各个组件中也成为研究的热点。例如,BaTiO 3 可以减轻电极上的枝晶生长或促进固态电解质中的离子传输。然而,BaTiO 3 的低导电性限制了其在LIBs中的应用,与电极材料相结合的研究也相对有限。因此,制备一种由BaTiO 3 纳米
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