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MXene‐Induced Pseudocapacitive Transformation in Battery‐Type Metal Sulfide: A Paradigm for High‐Rate Sodium Storage

材料科学 量子点 纳米技术 储能 电容感应 扩散 工作(物理) 电极 金属 联轴节(管道) 多孔性 化学工程 纳米孔 动力学 纳米线 超级电容器 超短脉冲 电化学储能 体积热力学 转化(遗传学) 金属有机骨架 科技与社会 量子 电化学 平面的 纳米结构 自组装 纳米尺度 化学物理 电容 能量转换 电场 纳米颗粒 计算机数据存储 多孔介质 电接点
作者
Panji Xu,Yubing Li,S. F. Xu,Dan Huang,Y M Wang,Ya Yang
出处
期刊:Small [Wiley]
卷期号:22 (13): e12847-e12847 被引量:1
标识
DOI:10.1002/smll.202512847
摘要

High-rate sodium-ion storage is hindered by the sluggish kinetics of battery-type materials. Here, we present a universal MXene-enabled capacitive enhancement strategy, exemplified by interlayer-confined SnS2 quantum dots (QDs) within Ti3C2Tx MXene to form a porous 0D/2D heterostructure. Strong interfacial electronic coupling generates built-in electric fields, while quantum confinement shifts Na+ storage from diffusion-dominated to pseudocapacitive behavior (94% contribution at 2 mV s-1). MXene nanoconfinement buffers volume changes and ensures uniform QD dispersion, enabling ultrafast Na+/electron transport. The electrode delivers 348 mAh g-1 at 0.05 A g-1, retains 88.8% capacity after 3000 cycles, and achieves Na+ diffusion coefficients of 10-10-10-11 cm2 s-1. This work elucidates interfacial modulation as a powerful design principle for transforming battery-type materials into pseudocapacitive electrodes, providing a general pathway toward high-rate, durable sodium-ion energy storage.
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