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MXene作为一类新型二维层状材料,具有高导电性、良好亲水性、丰富可调的化学组成、高比表面积和较低的锂离子扩散能垒,在锂离子电池负极材料的应用中颇具优势。然而,要适应电子信息产业和电动汽车行业对锂离子电池能量密度、功率密度越来越高的要求,MXene电极材料的性能依然需要进一步提高。MXene化学成分丰富的可调性为优化其性能提供了可能。本文通过选择性刻蚀(Vx,Ti1-x)2A1C制备双过渡金属(Vx,Ti1-x)2C材料(x=1,0.7,0.5,0.3,0),研究了不同V/Ti比例以及氧化、复合等处理对(Vx,Ti1-x)2C及其衍生物作为锂离子电池负极性能的影响。首先,以钒粉、钛粉、铝粉和碳粉为原材料,采用无压烧结方法合成不同V/Ti比例的(Vx,Ti1-x)2A1C前驱体MAX相,并利用氟化锂和盐酸混合液作为刻蚀剂制备对应的(Vx,Ti1-x)2C层状MXene材料。通过XRD、SEM观察MXene的物相、形貌特征,探索不同V/Ti比例的(Vx,Ti1-x)2C的最佳刻蚀时间。结果表明Ti含量越多,刻蚀时间越短,MXene越容易得到。其次,通过恒电流循环测试、倍率性能测试等手段研究不同V/Ti比例的(Vx,Ti1-x)2C作为锂离子电池负极材料的电化学性能。结果发现,相比于单一过渡金属的V2C和Ti2C,双过渡金属(Vx,Ti1-x)2C的电化学性能均有不同程度的提升。(Vx,Ti1-x)2C的层状结构在钒、钛两种金属元素的协同作用下,更利于锂离子的传输,当x=0.5(即V:Ti=1:1)时,制得的(V0.5,Ti0.5)2C的电化学性能最好,在1 A g-1条件下长期循环容量(1000th)达204.9 mA g-1,是相同条件下V2C或Ti2C容量的约1.9倍。最后,利用氧化、复合等手段处理(V0.5,Ti0.5)2C,以进一步提升其电化学性能。一方面,采用微波氧化技术对(V0.5,Ti0.5)2C进行表面改性。处理后的产物表面覆盖一层钒/钛氧化物,片层间距增大,同时保持了原MXene的二维形貌。电化学性能测试结果表明其循环稳定性能和倍率性能提升显著,在1 Ag-1电流密度下循环200次的可逆容量高达291.9 mAhg-1,是同等条件下(V0.5,Ti0.5)2C容量(159.4 mAhg-1)的1.8倍;库伦效率接近100%。另一方面,利用水热法将Sn02与(V0.5,Ti0.5)2C复合形成Sn02-(V0.5,Ti0.5)2C纳米复合材料,由于Sn02可缓解(V0.5,Ti0.5)2C片层再堆叠,有利于锂离子的脱/嵌,同时(V0.5,Ti0.5)2C基体可减缓SnO2纳米颗粒团聚,抑制其体积膨胀,提供了更高的储锂容量。电化学性能测试结果表明,SnO2-(V0.5,Ti0.5)2C纳米复合材料的首次放电比容量高达1137.0 mAh g-1,且经过100次循环其放电比容量依然保持在200.3 mAh g-1,电化学性能明显优于原(V0.5,Ti0.5)2C。