近日，材料学院林紫锋团队与中科院宁波材料所黄庆研究员团队合作，首次提出了V2SnC-MAX相作为锂离子电池新负极材料具有优异电化学性能，并阐述了其双氧化还原储能机理。相关成果以“Electrochemical Lithium Storage Performance of Molten Salt Derived V2SnC MAX Phase”为题发表在期刊《Nano-Micro Letters》上（川大B刊）。四川大学材料科学与工程学院2018级硕士马国良为论文共同第一作者，林紫锋研究员共同通讯作者。
图1：V2SnC-MAX相高分辨扫描透射电子显微镜图及能谱。
自2011年二维MXene材料的兴起，MAX相作为MXene材料制备的前驱体受到关注，但对MAX相材料的储能性能研究较少。2017年，美国德雷塞尔大学Gogotsi教授团队首次报道了Ti2SC及Ti3SiC2两种MAX相可作为储锂负极材料，但储锂容量较低。本研究采用熔融盐法制备了V2SnC-MAX相，并通过高能球磨获得V2SnC-MAX相纳米颗粒，仅添加5wt%导电添加剂制备成电极，其最高质量比容量为490 mAh/g，最高体积比容量为570 mAh/cm3。通过第一性原理计算以及实验结合研究发现，在储锂过程中，V2SnC存在双氧化还原机制，一方面Sn原子层能够与锂发生合金化反应，另一方面V2C层也能够对锂产生吸附作用，因此随着V2SnC颗粒尺寸的减小，其活性储能位点增加，储锂性能更加优异，并且通过原位及非原位X射线衍射测试证明了V2SnC在充放电过程中保持晶体结构的稳定，因此也具有良好的循环及倍率性能。
图2：电化学储锂机理
上述研究工作得到国家自然科学基金(51902215、91426304等)等项目资助。
原文链接：Electrochemical Lithium Storage Performance of Molten Salt Derived V2SnC MAX Phase | SpringerLink（https://link.springer.com/article/10.1007/s40820-021-00684-6）
