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Enhanced Functional Properties of Ti3C2Tx MXenes as Negative Electrodes in Sodium-Ion Batteries by Chemical Tuning

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Enhanced Functional Properties of Ti3C2Tx MXenes as Negative Electrodes in Sodium-Ion Batteries by Chemical Tuning

Recently updated on Novembre 22nd, 2022 at 11:52 am

L’implementazione su larga scala di dispositivi elettrochimici per l’accumulo di energia richiede lo sviluppo di nuovi materiali adatti a usi specifici. Le batterie agli ioni di sodio (SIB) possono coprire diversi campi di applicazione, ma il materiale negativo più avanzato, l’hard carbon, soffre di scarsa ciclabilità e perdita di capacità. I MXeni sono una vasta classe di materiali 2D di formula generale Mn+1XnTx (M=metallo di transizione, X=C o N, T=gruppo terminale) con caratteristiche strutturali peculiari in grado di intercalare reversibilmente specie chimiche, come i cationi alcalini. Il MXene Ti3C2Tx è uno dei più studiati grazie alla facilità di preparazione per lisciviazione del precursore Ti3AlC2. In questo lavoro, viene studiato l’effetto delle condizioni di lisciviazione e dei trattamenti termici post-sintesi sulle proprietà chimiche, morfologiche e strutturali del Ti3C2Tx e, a sua volta, la correlazione tra le sue caratteristiche e le proprietà funzionali come materiale negativo nei SIB. Il Ti3C2Tx ottenuto in alta concentrazione di HF, dopo un trattamento termico a 300°C, quando è ciclato con una corrente di 30 mA g-1 mostra 110 mAh g-1 di capacità con un potenziale medio di 1,33 V vs. Na+/Na, e 100% di ritenzione di capacità, infine anche quando è ciclato con una corrente 1500 mA g-1 conserva buone prestazioni fornendo una capacità di 73 mAh g-1.

 

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