(a)40o0 (b) 100 Pristine Si 31 Sid-TLC/2:t 240 Sud-C2-1) 5-C11 02N 40 100 Cvcle number ●de numbe (d) ■6(a)不同质量比的Sid-Ti,C2杂化材料在500mAg电流密度下的循环性能：bSTi,Cz(2:I)杂化和原 始Si纳米颗粒的倍率性能：(C)原始Si负极和(d)Si/Tia,C2负极50次循环后的SEM图像四 Fig.6 (a)Cyclic properties of Si/D-Ti3C2 hybrid materials with different mass ratios at 500 mA g current density:(b)Rate performance of Si/dTi3C2(2:1)hybrid and original Si nanoparticles, SEM images of the(c) original Si anode and (d)Si/Ti3C2 anode after 50 cycles 图6a展示了不同质量比的Si/d-TiC2杂化体在00mAg电流密度下的循环性能。Si/d- TiCz(2:1)杂化体系在500mAg的电流密度下进7200次循环，其可逆容量为1130mAh g'。原始Si纳米粒子经过100次循环后，其容量从3519.3mAhg迅速衰减到563.6mAh g。并且在相同电流密度下，Sid-TiCz(2)杀化体的放电容量比原始Si电极要高得多。电 极微观形貌变化如图6c和6d所示，原始S1电极在经过50次循环后出现严重裂解，这导致 材料的容量产生急剧下降。而Si/TC2负极的完整结构在循环50次后并没有被破坏（图 6d)。结果表明，d-TiC2纳米片对电极表面没有明显的损伤，可以缓解材料在嵌锂/脱锂过 程中的体积膨胀，优化电化学性能。这表明MXenes在硅基电极中具有广阔的应用前景。 另外本课题组在2020年报道了一种MXene/L-Si/C负极材料，具有优越的倍率性能和 稳定的循环性能g肯先通过CaS,前驱体和C0,之间的反应制备了二维硅烯结构 (2DSi),通过真空过滤2DSi和Ti,CzT.MXene溶液的混合物，合成柔性2DSi@MXene膜。 制备的复合薄膜拥有优越的亲锂性，一方面，2DS可以作为成核种子，诱导无枝晶Li沉积： 另一方面，薄膜史镇充的2DSi可以缓解MXenes纳米片的堆积，为Li的沉积创造足够的内 部空间，2020年本课题组又制备了纳米多孔silicon(@carbon(NPSi@C)复合材料，通过与 TisC2Tx M仪ene耦合制备了MXene(@NPSi@C薄膜，可作为无枝晶锂金属负极的主体su。Si 在锂中具有一定的溶解度，因此可以利用NPSi@C-7o0作为成核种子诱导Li均匀沉积，而 MXene(@NPSi@C独特的2D/BD结构可作为亲锂成核剂，提供更多的位点抑制体积膨胀， 抑制Li枝晶生长。对锂金属在Cu箔和MXene@NPSi@C上的沉积行为进行研究发现，当 循环15次时，在铜箔上出现一些L枝晶。当Li电镀循环次数增加到30次时，Li枝晶积累 增多，会刺穿隔膜导致安全问题。而MXene(@NPSi@C经过l5次和30次循环后仍呈现致 密结构，厚度变化小，因此，MXene(@NPSi@C在电镀/剥离过程中可以适应体积变化，抑 制L枝晶生长，获得较长的循环寿命。 2.2.5 MXenes与碱金属负极的复合策略图 6 (a) 不同质量比的 Si/d-Ti3C2杂化材料在 500 mA g -1电流密度下的循环性能；(b) Si/dTi3C2(2:1)杂化和原 始 Si 纳米颗粒的倍率性能；(c) 原始 Si 负极和(d) Si/Ti3C2负极 50 次循环后的 SEM 图像[32] Fig.6 (a) Cyclic properties of Si/ D-Ti3C2 hybrid materials with different mass ratios at 500 mA g -1 current density: (b) Rate performance of Si/dTi3C2(2:1) hybrid and original Si nanoparticles; SEM images of the (c) original Si anode and (d) Si/Ti3C2 anode after 50 cycles [32] 图 6a 展示了不同质量比的 Si/d-Ti3C2杂化体在 500 mA g-1电流密度下的循环性能。Si/d￾Ti3C2(2:1)杂化体系在 500 mA g-1的电流密度下进行了 200 次循环，其可逆容量为 1130 mA h g -1。原始 Si 纳米粒子经过 100 次循环后，其容量从 3519.3 mA h g -1迅速衰减到 563.6 mA h g -1。并且在相同电流密度下，Si/d-Ti3C2(2:1)杂化体的放电容量比原始 Si 电极要高得多。电 极微观形貌变化如图 6c 和 6d 所示，原始 Si 电极在经过 50 次循环后出现严重裂解，这导致 材料的容量产生急剧下降。而 Si/Ti3C2 负极的完整结构在循环 50 次后并没有被破坏（图 6d）。结果表明，d-Ti3C2纳米片对电极表面没有明显的损伤，可以缓解材料在嵌锂/脱锂过 程中的体积膨胀，优化电化学性能。这表明 MXenes 在硅基电极中具有广阔的应用前景。 另外本课题组在 2020 年报道了一种 MXene/L-Si/C 负极材料，具有优越的倍率性能和 稳定的循环性能 [40]。首先通过 CaSi2 前驱体和 CO2 之间的反应制备了二维硅烯结构 （2DSi）, 通过真空过滤 2DSi 和 Ti3C2Tx MXene 溶液的混合物，合成柔性 2DSi@MXene 膜。 制备的复合薄膜拥有优越的亲锂性，一方面，2DSi 可以作为成核种子，诱导无枝晶 Li 沉积； 另一方面，薄膜中填充的 2DSi 可以缓解 MXenes 纳米片的堆积，为 Li 的沉积创造足够的内 部空间。2020 年本课题组又制备了纳米多孔 silicon@carbon (NPSi@C)复合材料，通过与 Ti3C2Tx MXene 耦合制备了 MXene@NPSi@C 薄膜，可作为无枝晶锂金属负极的主体[41]。Si 在锂中具有一定的溶解度，因此可以利用 NPSi@C-700 作为成核种子诱导 Li 均匀沉积，而 MXene@NPSi@C 独特的 2D/3D 结构可作为亲锂成核剂，提供更多的位点抑制体积膨胀， 抑制 Li 枝晶生长。对锂金属在 Cu 箔和 MXene@NPSi@C 上的沉积行为进行研究发现，当 循环 15 次时，在铜箔上出现一些 Li 枝晶。当 Li 电镀循环次数增加到 30 次时，Li 枝晶积累 增多，会刺穿隔膜导致安全问题。而 MXene@NPSi@C 经过 15 次和 30 次循环后仍呈现致 密结构，厚度变化小，因此，MXene@NPSi@C 在电镀/剥离过程中可以适应体积变化，抑 制 Li 枝晶生长，获得较长的循环寿命。 2.2.5 MXenes 与碱金属负极的复合策略 录用稿件，非最终出版稿