據國外媒體報道,一組來自巴基斯坦,愛爾蘭,沙特阿拉伯和韓國的研究人員討論了TiC MXene陰極在鋰空氣電池中的應用。
鋰離子電池的能量密度幾乎是傳統鋰離子電池的10倍,約為3457 Wh·kg—1可是,這種電池在空氣陰極方面存在一些關鍵的技術挑戰為了提高鋰空氣電池的性能,必須提高正極的性能
此前,研究人員使用了一些領先的替代材料,如碳納米管,石墨烯,硫族化物和過渡金屬氧化物,作為鋰空氣電池的正極可是,研究結果并不令人滿意
在這項研究中,研究人員討論了MXene材料作為金屬空氣電池關鍵組件的適用性據報道,MXene陰極至今沒有成功應用于鋰空氣電池和其他金屬空氣電池
研究人員全面評估了TiC MXene作為鋰空氣電池正極的應用,包括該領域在不同方面的多項進展,如當前的應用和研究,這些材料與替代候選材料的比較,材料合成和性能,以及與其他鋰空氣電池組件的兼容性。
在與其他電池組件的兼容性方面,最近的研究取得了一些有希望的結果可是,在這些材料投入商業使用之前,仍需要克服一些挑戰例如,使用這些材料作為正極,有助于提高鋰空氣電池的安全性和LiO2與MXene的表面一致性,從而減少放電產物在電池中的沉積可是,表面缺陷將提供額外的反應位點其他研究表明,TiC MXene可以解決鋰離子通量和離子電導率低的問題
使用TiC MXene材料的另一個優點是,它具有承受循環過程中膨脹的能力,從而防止電池失效對于其他材料,膨脹通常會造成損壞此外,TiC MXene有助于抑制枝晶形成,降低鋰離子離解能,提高離子電導率
最近幾年來,合成方法的研究取得了進展通過優化工藝,可以提高產量和電導率,并改善其他關鍵材料和工藝因素但目前還沒有MXene材料可以作為金屬空氣電池陰極研究的突破點不同版本的材料有不同的屬性,它們都有局限性為了提高這些材料的適用性,需要進行結構調整
總的來說,雖然目前的研究存在一些挑戰,但預計使用TiC MXene陰極將顯著提高金屬空氣電池的性能,超過傳統的鋰離子電池。
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