近日，山東大學(xué)材料科學(xué)與工程學(xué)院馮金奎教授課題組在二維材料的制備及在鋅金屬電池、鋰金屬電池和鋰離子電池的研究方面取得兩項(xiàng)重要進(jìn)展，相關(guān)研究成果均發(fā)表在專業(yè)國(guó)際頂級(jí)期刊ACSNano(IF=13.903)上。通訊作者為馮金奎教授，山東大學(xué)為第一完成單位。

課題組2018級(jí)博士生田園在Ti3C2TxMXene上電沉積鋅制備了柔性自支撐的MXene@Zn電極，分別用作鋅金屬負(fù)極和鋰金屬負(fù)極的“host”，探究了在MXene@Zn電極上電沉積鋅的生長(zhǎng)機(jī)制；因?yàn)殇\可與鋰發(fā)生合金化反應(yīng)，可被用作形核劑，使MXene@Zn具有較好的親鋰性，有效抑制了水系電解質(zhì)中鋅枝晶的生長(zhǎng)。相關(guān)研究成果以“FlexibleandFree-StandingTi3C2TxMXene@ZnPaperforDendrite-FreeAqueousZincMetalBatteriesandNonaqueousLithiumMetalBatteries”（2019，10.1021/acsnano.9b05599）為題發(fā)表在ACSNano上。

同期，課題組2019級(jí)博士生安永靈采用真空脫合金法從商業(yè)化的硅鈣合金中成功制備出高純的二維硅，通過改變反應(yīng)條件來優(yōu)化微觀形貌，從而得到優(yōu)異的儲(chǔ)鋰性能。將所制備的二維硅進(jìn)一步與二維MXene結(jié)合，制備了自支撐的2D/2D結(jié)構(gòu)用做鋰金屬電池的親鋰成核劑，得到較長(zhǎng)循環(huán)壽命的電池。該研究成果以“ScalableandPhysicalSynthesisof2DSiliconfromBulkLayeredAlloyforLithium-IonBatteriesandLithium-MetalBatteries”（2019，10.1021/acsnano.9b06653）為題在發(fā)表在ACSNano上。

上述研究得到了國(guó)家自然科學(xué)基金、國(guó)家自然科學(xué)基金國(guó)家重點(diǎn)項(xiàng)目、山東省泰山學(xué)者項(xiàng)目、山東省重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃項(xiàng)目和山東大學(xué)青年學(xué)者未來計(jì)劃項(xiàng)目等的支持。