随着世界转向太阳能和风能等可再生能源，对高性能可充电电池来存储这种间歇性能源产生的能量的需求不断增长。现在的锂离子电池虽然不错，但性能还有待提高;开发新的电极材料是提高其性能的一种方法。

阿卜杜拉国王科技大学的研究人员已经证明，可以使用激光脉冲来修改一种有前景的替代电极材料MXene的结构，从而提高其能量容量和其他关键特性。他们的研究结果发表在《Small》杂志上。研究人员希望这一策略能够有助于设计下一代电池中改进的阳极材料。

石墨含有平坦的碳原子层，在电池充电过程中，锂原子通过称为嵌入的过程存储在这些层之间。MXene还包含可容纳锂的层，但这些层由与碳或氮原子键合的钛或钼等过渡金属制成，这使得该材料具有高导电性。

这些层的表面还具有额外的原子，例如氧或氟。基于碳化钼的MXene具有特别好的储锂能力，但在反复充放电循环后其性能很快就会下降。

该团队由HusamN.Alshareef和博士领导。学生ZahraBayhan发现这种降解是由MXene结构内形成氧化钼的化学变化引起的。

为了解决这个问题，研究人员使用红外激光脉冲在MXene内制造碳化钼的小“纳米点”，这一过程称为激光划线。这些纳米点大约10纳米宽，通过碳材料连接到MXene层。

这有几个好处。首先，纳米点为锂提供额外的存储容量并加速充电和放电过程。激光处理还可以降低材料的氧含量，有助于防止形成有问题的氧化钼。最后，纳米点和层之间的牢固连接提高了MXene的导电性并在充电和放电过程中稳定其结构。“这提供了一种经济有效且快速的方法来调整电池性能，”Bayhan说。

研究人员用激光划线材料制作了阳极，并在锂离子电池中对其进行了1000多次充放电循环测试。纳米点到位后，该材料的电存储容量是原始MXene的四倍，几乎达到了石墨的理论最大容量。激光划线材料在循环测试期间也没有表现出容量损失。

研究人员认为激光划片可以作为改善其他MXene性能的通用策略。例如，这可能有助于开发新一代可充电电池，该电池使用比锂更便宜、更丰富的金属。“与石墨不同，MXene还可以嵌入钠离子和钾离子，”Alshareef解释道。

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标签：MXene电池材料