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MXene基集流体的研究进展与应用前景

更新时间：2026-04-10 08:16:02 大小：15K 上传用户：江岚查看TA发布的资源 标签：mxene 下载积分：2分 评价赚积分 （如何评价?） 打赏 收藏 评论(0) 举报

资料介绍

一、引言

集流体作为电池、超级电容器等电化学储能器件的关键组成部分，主要起到收集和传输电流的作用，其性能直接影响器件的能量密度、功率密度和循环寿命。传统集流体（如铜箔、铝箔）存在密度大、导电性有待提升、与活性材料界面结合力弱等问题，限制了高性能储能器件的发展。MXene作为一类新型二维过渡金属碳化物/氮化物材料，具有优异的导电性（电导率可达10^4 S cm^-1以上）、良好的机械性能、丰富的表面官能团及可调的层状结构，为开发高性能集流体提供了新的思路。MXene基集流体通过替代或修饰传统集流体，能够有效降低器件重量、提高界面兼容性和电子传输效率，在新一代电化学储能器件中展现出巨大的应用潜力。

二、MXene材料的结构与特性

（一）结构特点

MXene的通式为Mₙ₊₁XₙTₓ（n=1,2,3），其中M为过渡金属（如Ti、Nb、V等），X为C和/或N，Tₓ表示表面官能团（如-OH、-O、-F等）。其结构由过渡金属碳化物/氮化物的二维层片堆叠而成，层间通过弱范德华力结合，可通过刻蚀方法（如HF刻蚀）从MAX相（三元层状碳化物/氮化物）中剥离得到。这种独特的层状结构赋予MXene较大的比表面积和良好的离子扩散通道。


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