鋰金屬作為下一代儲能器件的有前途的負極材料。 然而，鋰金屬負極的應用受到一些嚴重問題的阻礙：無法控制的枝晶生長和迴圈過程中的無限體積膨脹。
這裡中山大學， 傅若文， 劉紹紅， et al製備了一種由均勻分布的小尺寸銀奈米顆粒修飾聚（4-乙烯基吡啶）接枝Ti3C2 MXENE分子刷組成的高效能鋰金屬。 由於Ti3C2-G-PV4P薄膜與銀奈米顆粒之間的協同效應，實現了低成核過電位的枝晶狀鋰沉積（32 mV），具有高庫侖效率（200 次迴圈後>98%）。
由li@host負極和LiFePO4正極組裝而成的完整電池具有很高的放電容量（102C時為58 mAh g-1）和出色的迴圈穩定性（137次迴圈後為1C 1508 mah g-1）。
圖1迴圈前後的形貌表徵
綜上所述，本工作製備了一種高效能鋰基主體，該基體由接枝聚（4-乙烯基吡啶）二維Ti3C2奈米片和均勻分布的小尺寸銀奈米顆粒（Ti3C2-G-P4VP-AG）改性組成。 研究表明，均勻分布的小尺寸銀奈米顆粒可歸因於Ti3C2-G-P4VP奈米片中銀離子與P4VP鏈的螯合作用。 Ti3C2經過改性和接枝聚合後，保持了良好的二維形貌和化學穩定性，並通過奈米片的堆疊進一步構建了三維多孔骨架，從而提供了儲鋰空間。
因此，Ti3C2-G-P4VP與具有高親光性和電導率的小尺寸銀奈米顆粒的協同作用使樹枝狀鋰能夠以低成核過電位沉積在主體上（32 mV）和高庫侖效率（200 次迴圈後為 98%）。此外，當與LFP陰極耦合時，帶有li@host負極的全電池可提供出色的容量（102°C時為5）8 mAh g-1）和迴圈穩定性（在1°C下迴圈150次後為1378 mah g-1）。因此，這項工作為未來的鋰金屬復合主體提供了可行的方向，在鋰金屬電池的應用中具有廣闊的前景。
圖2電池效能
mxene-based polymer brushes decorated with small-sized ag nanoparticles enabled high-performance lithium host for stable lithium metal battery,carbon2023 doi: 10.1016/j.carbon.2023.118616