中南/青岛大学/贝特瑞集团Small：界面共价键赋予Ti3C2 -Sb2S3复合材料优异储钠性能

硫化锑因其作为钠离子电池（SIBs）负极的卓越理论容量而备受关注。然而，它仍然存在结构稳定性差和反应动力学缓慢的问题，构建共价化学键以将硫化锑锚定在二维导电材料上是克服挑战的有效策略。

在此，中南大学常兴华副教授、青岛大学李星运副教授及贝特瑞新材料集团Xiaodong Kong等人通过Ti-O-Sb和S-Ti的共价键合成功地将单分散的Sb₂S₃均匀地固定在Ti₃C₂T_x MXene表面上从而制备了Ti₃C₂ -Sb₂S₃复合材料。其中，Ti₃C₂T_x MXene作为电荷存储贡献者和灵活的导电缓冲剂以维持电极的结构完整性。

系统分析表明，构建有效的界面化学键可以弥合Sb₂S₃纳米粒子和Ti₃C₂T_x MXene之间的物理间隙，从而提高界面电荷转移效率。此外，界面共价键还可以有效地将Sb₂S₃纳米颗粒和相应的还原产物限制在Ti₃C₂T_x MXene表面。

图1. Ti₃C₂ -Sb₂S₃复合材料的制备示意图

受益于独特的混合结构以及单分散的Sb₂S₃纳米颗粒与充分剥离的Ti₃C₂T_x MXene之间的协同效应，Ti₃C₂ -Sb₂S₃复合负极在0.2 A g^-1的电流密度下300次循环后提供了475 mAh g^-1的高可逆钠存储容量，甚至在1.0 A g^-1的高电流密度下500次循环后容量仍保持410 mAh g^-1。

鉴于已确定的良好储钠性能，Ti₃C₂ -Sb₂S₃复合材料的合理剥离-共价键合策略也可以扩展到其他相关领域。

图2. Ti₃C₂ -Sb₂S₃复合材料的储钠性能

Interfacial Covalent Bonding Endowing Ti₃C₂-Sb₂S₃ Composites High Sodium Storage Performance, Small 2021. DOI: 10.1002/smll.202104293

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