Three dimensional Ti3C2 MXene nanoribbon frameworks with uniform potassiophilic sites for the dendrite-free potassium metal anodes

钾 枝晶(数学) 材料科学 阳极 金属 纳米技术 电极 化学 冶金 数学 物理化学 几何学
作者
Haodong Shi,Yanfeng Dong,Shuanghao Zheng,Cong Dong,Zhong‐Shuai Wu
出处
期刊:Nanoscale advances [Royal Society of Chemistry]
卷期号:2 (9): 4212-4219 被引量:50
标识
DOI:10.1039/d0na00515k
摘要

Potassium (K) metal batteries hold great promise as an advanced electrochemical energy storage system because of their high theoretical capacity and cost efficiency. However, the practical application of K metal anodes has been limited by their poor cycling life caused by dendrite growth and large volume changes during the plating/stripping process. Herein, three-dimensional (3D) alkalized Ti3C2 (a-Ti3C2) MXene nanoribbon frameworks were demonstrated as advanced scaffolds for dendrite-free K metal anodes. Benefiting from the 3D interconnected porous structure for sufficient K accommodation, improved surface area for low local current density, preintercalated K in expanded interlayer spacing, and abundant functional groups as potassiophilic nuleation sites for uniform K plating/stripping, the as-formed a-Ti3C2 frameworks successfully suppressed the K dendrites and volume changes at both high capacity and current density. As a result, the a-Ti3C2 based electrodes exhibited an ultrahigh coulombic efficiency of 99.4% at a current density of 3 mA cm-2 with long lifespan up to 300 cycles, and excellent stability for 700 h even at an ultrahigh plating capacity of 10 mA h cm-2. When matched with K2Ti4O9 cathodes, the resulting a-Ti3C2-K//K2Ti4O9 full batteries offered a greatly enhanced rate capacity of 82.9 mA h g-1 at 500 mA g-1 and an excellent cycling stability with high capacity retention (77.7% after 600 cycles) at 200 mA g-1, demonstrative of the great potential of a-Ti3C2 for advanced K-metal batteries.
最长约 10秒,即可获得该文献文件

科研通智能强力驱动
Strongly Powered by AbleSci AI
科研通是完全免费的文献互助平台,具备全网最快的应助速度,最高的求助完成率。 对每一个文献求助,科研通都将尽心尽力,给求助人一个满意的交代。
实时播报
典雅森林发布了新的文献求助10
刚刚
酷波er的应助被健康的惜文采纳,获得10
刚刚
呼噜发布了新的文献求助10
刚刚
FashionBoy的应助被阔达丹亦采纳,获得10
1秒前
slzhou完成签到,获得积分10
2秒前
希望天下0贩的0的应助被TJY采纳,获得10
2秒前
徐风而来完成签到,获得积分10
3秒前
happybobo发布了新的文献求助10
3秒前
3秒前
深情安青的应助被樊傲云采纳,获得10
3秒前
南宫古伦完成签到 ,获得积分10
3秒前
大方的新筠完成签到,获得积分10
4秒前
4秒前
shiny给shiny的求助进行了留言
5秒前
6秒前
煜宁HY发布了新的文献求助10
7秒前
palmy发布了新的文献求助10
8秒前
粥粥的应助被0416采纳,获得10
9秒前
10秒前
durk壹发布了新的文献求助10
11秒前
13秒前
打打的应助被Liuxinyiliu采纳,获得10
13秒前
13秒前
ZM发布了新的文献求助10
13秒前
13秒前
小熊发布了新的文献求助30
13秒前
阔达丹亦发布了新的文献求助10
15秒前
研友_8Y26PL发布了新的文献求助10
15秒前
molihuakai的应助被fanature采纳,获得30
15秒前
15秒前
16秒前
17秒前
17秒前
TJY发布了新的文献求助10
18秒前
18秒前
19秒前
star完成签到,获得积分10
19秒前
嗯嗯完成签到,获得积分10
19秒前
20秒前
20秒前
高分求助中
(应助此贴封号)通过应助OA文献获取积分 10000
Rosenblum, Global Change Biology 800
Management and the Arts 510
Production Logging: Theoretical and Interpretive Elements 400
Geschichtliche Grundbegriffe (GGB), Band 5: Pro–Soz 300
Die Religion in Geschichte und Gegenwart (RGG), 4. Auflage, Band 7: R–S 300
Die Religion in Geschichte und Gegenwart (RGG), 4. Auflage, Band 1: A–B 300
热门求助领域 (近24小时)
化学 材料科学 医学 生物 计算机科学 工程类 纳米技术 内科学 物理 有机化学 化学工程 生物化学 复合材料 光电子学 细胞生物学 心理学 量子力学 催化作用 物理化学 电极
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 7818223
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 9346469
关于积分的说明 20536539
捐赠科研通 7410946
什么是DOI,文献DOI怎么找? 3331974
关于科研通互助平台的介绍 2478253
邀请新用户注册赠送积分活动 2351717