MXene材質(zhì)簡介

MXene是一款扁平的納米材料，于2011年被德雷塞爾大學(xué)材料科學(xué)與工程系的研究人員所發(fā)現(xiàn)，其外觀酷似三明治，由氧化物與導(dǎo)電的碳及金屬填充物構(gòu)成，而氧化物相當(dāng)于三明治中的面包，將填充物夾在中間。在材料制造過程中，研究人員將采用層壓法來制作MXene。不妨想象下桶裝品客薯片的樣子，該材質(zhì)的各層材料就是如此堆疊而成的。

MXene材質(zhì)電池

電池的電極采用MXene二維材料，其導(dǎo)電性高。未來新款鋰電池或許能實現(xiàn)電動車的“近即時（near-instant）”充電。

MXene材質(zhì)電極的弊端及改進

盡管MXene的導(dǎo)電性相當(dāng)出色，但其結(jié)構(gòu)不利于鋰離子在電池內(nèi)的擴散。對于鋰電池的儲能而言，鋰離子留在氧化還原活性位置（redox active sites），這類位置的數(shù)量越多，電池保有的電量就越大。重要的是，電池還使鋰離子能夠自由移動，否則其無法到達氧化還原活性位置。

為使MXene的鋰離子能自由移動，研究人員對其結(jié)構(gòu)進行了一定的調(diào)整。研究人員將MXene與水凝膠（hydrogel）相混合，改變了其結(jié)構(gòu)，使鋰離子能自由移動。

MXene電極的未來展望

該款電池材料的研發(fā)應(yīng)用具有重要意義，其在很大程度上解決了目前電動車推廣受阻的一大技術(shù)難題。

若未來該款低維導(dǎo)電材質(zhì)電池電極得到采用，將大幅提升電池的充電效率及電量，進而將提升車輛、筆記本電腦、手機電池的充電速率，只需數(shù)秒或數(shù)分鐘就能完成，無需苦等數(shù)小時。