天大陶莹/杨全红AFM：基于MXene凝胶油墨的高性能锌离子电池！

由于出色的导电性和出色的溶液处理能力，MXenes作为印刷/涂层电子设备的油墨显示出巨大的潜力。为满足流变学要求，通常需要用超高的浓度将MXenes配制成多功能的油墨，然而，流变学调节的低效率和MXene片的重新堆积问题阻碍了它们的进一步应用。

天津大学陶莹、杨全红等提出了一种凝胶化辅助的方法来制备具有三维互连网络的多功能MXene油墨，以很好地解决上述问题。

图1. Ti₃C₂T_x MXene凝胶油墨的制备和结构表征

具体而言，一种均匀的Ti₃C₂T_x MXene凝胶油墨由Mg²⁺辅助的MXene水凝胶及随后羧甲基纤维素钠（CMC）的诱导交联制备。通过有效地结合交联以及互连网络的膨胀，凝胶油墨可通过简单地调整溶胶-凝胶系统中的水量而表现出可调整的流变特性，这使得MXene油墨可以用于各种沉积技术，从绘画到挤压印刷。此外，在MXene油墨中形成的三维互连网络有效地抑制了MXene纳米片的重新堆积，从而提高了MXene的利用率。

图2. Ti₃C₂T_x MXene凝胶油墨基材上Zn沉积行为的研究

因此，作为一个概念验证，MXene凝胶油墨涂层被用作水系锌离子电池中稳定的锌剥离/沉积基底。受益于均匀的涂层表面和相互连接的三维结构，MXene凝胶油墨负极表现出超高的锌沉积/剥离可逆性和倍率能力，即使在20 mA cm^-2的高倍率下，其库仑效率（CE）也高达99.7%。并且全电池也显示出优异的循环稳定性，在2 A g^-1的倍率下循环100次后，容量保持率高达90%，这表明MXene凝胶墨水在制备高性能印刷/涂层电子产品方面具有巨大潜力。

图3. 采用Ti₃C₂T_x MXene凝胶墨水电极的AZIB的电化学性能

A Gelation-Assisted Approach for Versatile MXene Inks. Advanced Functional Materials 2022. DOI: 10.1002/adfm.202204372

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天大陶莹/杨全红AFM：基于MXene凝胶油墨的高性能锌离子电池！

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