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中南/青島大學/貝特瑞集團Small：界面共價鍵賦予Ti3C2 -Sb2S3復合材料優異儲鈉性能

硫化銻因其作為鈉離子電池（SIBs）負極的卓越理論容量而備受關注。然而，它仍然存在結構穩定性差和反應動力學緩慢的問題，構建共價化學鍵以將硫化銻錨定在二維導電材料上是克服挑戰的有效策略。

在此，中南大學常興華副教授、青島大學李星運副教授及貝特瑞新材料集團Xiaodong Kong等人通過Ti-O-Sb和S-Ti的共價鍵合成功地將單分散的Sb₂S₃均勻地固定在Ti₃C₂T_x MXene表面上從而制備了Ti₃C₂ -Sb₂S₃復合材料。其中，Ti₃C₂T_x MXene作為電荷存儲貢獻者和靈活的導電緩沖劑以維持電極的結構完整性。

系統分析表明，構建有效的界面化學鍵可以彌合Sb₂S₃納米粒子和Ti₃C₂T_x MXene之間的物理間隙，從而提高界面電荷轉移效率。此外，界面共價鍵還可以有效地將Sb₂S₃納米顆粒和相應的還原產物限制在Ti₃C₂T_x MXene表面。

圖1. Ti₃C₂ -Sb₂S₃復合材料的制備示意圖

受益于獨特的混合結構以及單分散的Sb₂S₃納米顆粒與充分剝離的Ti₃C₂T_x MXene之間的協同效應，Ti₃C₂ -Sb₂S₃復合負極在0.2 A g^-1的電流密度下300次循環后提供了475 mAh g^-1的高可逆鈉存儲容量，甚至在1.0 A g^-1的高電流密度下500次循環后容量仍保持410 mAh g^-1。

鑒于已確定的良好儲鈉性能，Ti₃C₂ -Sb₂S₃復合材料的合理剝離-共價鍵合策略也可以擴展到其他相關領域。

圖2. Ti₃C₂ -Sb₂S₃復合材料的儲鈉性能

Interfacial Covalent Bonding Endowing Ti₃C₂-Sb₂S₃ Composites High Sodium Storage Performance, Small 2021. DOI: 10.1002/smll.202104293

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