北大杨槐/郭少军AFM：用于高效储钾的Cu12Sb4S13量子点/Ti3C2纳米片复合材料

尽管用于钾离子电池（PIB）的过渡金属二硫化物负极具有很高的理论比容量，但由于容量衰减剧烈和循环寿命短，它们的发展受到极大阻碍。

在此，北京大学杨槐教授、郭少军教授等人报道了合成Cu₁₂Sb₄S₁₃量子点/少层Ti₃C₂纳米片的新型复合材料（CAS-Ti₃C₂）作为用于提高K⁺存储的先进负极。

制备的CAS-Ti₃C₂具有很强的量子点与Ti₃C₂纳米片之间的协同效应，这主要是由于Ti-S键的形成，既可以缩短K⁺的扩散路径，又可以适应放电/充电过程中严重的体积变化。

恒电流间歇滴定 (GITT) 测量证明了CAS的高K⁺扩散系数，这对 CAS-Ti₃C₂复合材料的转化和K⁺存储有重要贡献。

图1. 制备分层CAS-Ti₃C₂复合材料的示意图

因此，这种特殊设计的CAS-Ti₃C₂负极在100 mA g^-1下200次循环后的可逆比容量为496.7 mAh g^-1，1.0 A g^-1的大电流密度下1800次循环后的可逆比容量为175.6 mAh g^-1，优于大多数已报道的过渡金属二硫属化物量子点基PIBs负极。

此外，通过非原位XRD和HRTEM测量研究了CAS的K⁺存储机制，其中发生典型的CAS从Cu₁₂Sb₄S₁₃到Sb₂S₃和CuS的嵌入-转化-合金化过程。这项工作将为开发面向先进可充电电池的高能转换型多金属硫化物开辟了新的视角。

图2. CAS-Ti₃C₂复合材料的储钾性能

Cu₁₂Sb₄S₁₃ Quantum Dots/Few-Layered Ti₃C₂ Nanosheets with Enhanced K⁺ Diffusion Dynamics for Efficient Potassium Ion Storage, Advanced Functional Materials 2021. DOI: 10.1002/adfm.202108574

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北大杨槐/郭少军AFM：用于高效储钾的Cu12Sb4S13量子点/Ti3C2纳米片复合材料

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