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Enhanced rate capability and cycle stability of Ti2C MXene for sodium storage through an aniline molecules welding strategy

引用

Tungsten 2025年第1期7卷 161-171页

作者： Hao Chen Ya-Qin Wang Dong-Ting Zhang Bei Zhao Min-Peng Li Chen-Yang Li Tian-Peng Xu Mao-Cheng Liu State Key Laboratory of Advanced Processing and Recycling of Non-Ferrous Metals Lanzhou University of Technology School of Materials Science and Engineering Lanzhou University of Technology School of Computer and Communication Technology Lanzhou University of Technology

MXenes obtained significant attention in the field of energy storage devices due to their characteristic layered structure,modifiable surface functional groups,large electrochemically active surface,and regulable interlayer ***,the self-restacking and sluggish ions diffusion kinetics performance of MXenes during the alkali metal ions insertion/extraction process severely impedes their cycle stability and rate *** paper proposes an aniline molecule welding strategy for welding p-phenylenediamine（PPDA） into the interlayers of Ti2C through a dehydration condensation *** welded PPDA molecules can contribute pillar effect to the layered structure of *** pillar effect effectively maintains the structural stability during the sodium ions insertion/extraction process and effectively expands the interlayer spacing of Ti2C from 1.16 to 1.38 nm,thereby enhancing ions diffusion kinetics performance and improving the long-term cycle *** Ti2C-PPDA demonstrates outstanding Na+storage capability,exhibiting a specific capacity of 100.2 mAh·g-1at a current density of 0.1 A·g-1over 960 cycles and delivering a remarkable rate capability 81.2 mAh·g-1at a current density of 5 A·*** study demonstrates that expanding interlayer spacing is a promising strategy to enhance the Na+storage capacity and improve long-term cycling stability,which provides significant guidance for the design of two-dimensional Na+storage materials with high-rate capability and cycle stability.

关键词： Diffusion kinetics expanding interlayer spacing Rate capability Sodium ions storage Ti2C

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