硅負極具有**的比容量，成為下一代鋰離子電池負極材料的首要選項。但其較低的導電性和較大的體積變化成為阻礙其應用的重要因素。相較于硅，金屬鍺的具有較高的比容量（1600 mAh/g， Li4.4Ge）、良好的導電性以及**的快速充放電性能。但是其在充放電的過程中高達300%的體積變化會導致較差的循環性能，影響其作為負極材料的實際應用。

為了提高負極材料在快速充放電過程中的穩定性，提高鋰離子傳輸速率，改善導電性，有課題組選擇新型二維材料MXene作為負載材料，金屬氧化物GeOx作為活性材料，采用濕化學法成功制備了新型負極材料。負載材料MXene的特殊層狀結構，可以在充放電的過程中為活性物質的體積變化提供足夠的空間容量，以保持結構的穩定性。MXene**的導電性有利于電極材料充放電速率的提高。同時，MXene表面官能團的存在，有利于制備過程中無定形態GeOx的均勻附著成膜（圖1）。

圖1. 材料的制備過程及TEM表征。

**生成的具有特殊三維結構的新型負極材料在0.5C速率500圈后比容量能保持在1048.1 mAh/g。在1.0速率下1000圈后比容量保持在929.6 mAh/g，容量損耗小于0.02%/圈。同時，可實現高達20C速率下的充放電（圖2）。在-40 到60℃的溫度區間內表現出了較高的比容量以及穩定的循環性能（圖3）。該新型負極材料有望應用于電動車、移動電子設備以及在極端溫度環境下使用的電子設備。

圖2. 作為鋰離子電池負極材料在0.5C到20C的循環性能。

圖3. 在-40℃到80℃的循環性能。

西安齊岳生物可以提供碳負極材料、合金類負極材料、錫基負極材料、含鋰過渡金屬氮化物負極材料、Fe2O3、Co3O4、TiO2以及金屬硫化物等復合電極材料及鈦基氧化物及其復合材料,包括Co摻雜的Li4Ti5O12納米纖維,Pd/CeO2-TiO2納米纖維膜和N-TiO2/g-C3N4復合材料等一系列鋰離子電池負極材料，支持定制。

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以上內容來自齊岳小編zzj 2021.4.22