近日，材料學院林紫鋒團隊與中科院寧波材料所黃慶研究員團隊合作，首次提出了V2SnC-MAX相作為鋰離子電池新負極材料具有優異電化學性能，并闡述了其雙氧化還原儲能機理。相關成果以“Electrochemical Lithium Storage Performance of Molten Salt Derived V2SnC MAX Phase”為題發表在期刊《Nano-Micro Letters》上（川大B刊）。張信哲代言歐寶體育2018級碩士馬國良為論文共同第一作者，林紫鋒研究員共同通訊作者。
圖1：V2SnC-MAX相高分辨掃描透射電子顯微鏡圖及能譜。
自2011年二維MXene材料的興起，MAX相作為MXene材料制備的前驅體受到關注，但對MAX相材料的儲能性能研究較少。2017年，美國德雷塞爾大學Gogotsi教授團隊首次報道了Ti2SC及Ti3SiC2兩種MAX相可作為儲鋰負極材料，但儲鋰容量較低。本研究采用熔融鹽法制備了V2SnC-MAX相，并通過高能球磨獲得V2SnC-MAX相納米顆粒，僅添加5wt%導電添加劑制備成電極，其最高質量比容量為490 mAh/g，最高體積比容量為570 mAh/cm3。通過第一性原理計算以及實驗結合研究發現，在儲鋰過程中，V2SnC存在雙氧化還原機制，一方面Sn原子層能夠與鋰發生合金化反應，另一方面V2C層也能夠對鋰產生吸附作用，因此隨著V2SnC顆粒尺寸的減小，其活性儲能位點增加，儲鋰性能更加優異，并且通過原位及非原位X射線衍射測試證明了V2SnC在充放電過程中保持晶體結構的穩定，因此也具有良好的循環及倍率性能。
圖2：電化學儲鋰機理
上述研究工作得到國家自然科學基金(51902215、91426304等)等項目資助。
原文鏈接：Electrochemical Lithium Storage Performance of Molten Salt Derived V2SnC MAX Phase | SpringerLink（https://link.springer.com/article/10.1007/s40820-021-00684-6）
