宋建军/王凤云/汪国秀等AEM：10C循环5000次，MXene基Na-Se电池！

金属-硒（M-Se）电池由于其高能量密度和高倍率能力而被认为是下一代电池技术有希望的候选者。然而，由于多硒化物的穿梭效应，硒正极存在循环性能差和库仑效率低的问题。

青岛大学宋建军、王凤云、西安交通大学苏亚琼、悉尼科技大学汪国秀等将Ti₃C₂T_x MXene掺入到Se渗透的多孔N掺杂碳纳米纤维(PNCNFs)上，以构建用于高性能Na-Se和Li-Se电池的自支撑Janus PNCNFs/Se@MXene正极。

图1 材料制备及表征

研究显示，这种独特的Janus结构使正极具有协同的多功能效应。具有多孔结构和大量暴露吡咯-N的PNCNFs有利于活性物质的有效储存，并增加活性面积，离子可及性更好，同时对聚硒化物的强吸附也加快了反应动力学。具有极性界面的2D MXene能够实现强大的化学固定，并进一步物理阻挡聚硒化物以抑制穿梭效应，而特有的三维互连电极结构既增强了电子传输，也增强了与相关移动离子的接触面积。

图2 Na-Se电池性能

因此，采用PNCNFs/Se@MXene正极得到的Na-Se电池在10 C下经过5000次循环后表现出高达348 mAh g^-1的可逆容量。即使在20 C，基于PNCNFs/Se@MXene的电池也可以保持411 mAh g^-1的容量。另外Li-Se电池在74.9 wt%的高Se负载下，在5 C下经过3500次循环后电池表现出298 mAh g^-1的长期容量。

总之，这项工作为未来在Na-Se和Li-Se电池中设计基于MXene的柔性正极提供了许多机会和深刻的启发，并且可以很容易地扩展到其他用于先进储能系统的低维材料。

图3 Li-Se电池性能

Synergy of MXene with Se Infiltrated Porous N-Doped Carbon Nanofibers as Janus Electrodes for High-Performance Sodium/Lithium–Selenium Batteries. Advanced Energy Materials 2022. DOI: 10.1002/aenm.202200894

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宋建军/王凤云/汪国秀等AEM：10C循环5000次，MXene基Na-Se电池！

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