Les matériaux à base de MXene contribuent à de meilleures batteries métal alcalin–chalcogène : progrès, défis et perspectives

RÉSUMÉ Les batteries métal alcalin–chalcogène (AMCB) sont l'un des systèmes de stockage d'énergie de prochaine génération les plus prometteurs en raison de leur haute densité énergétique et de leur coût relativement bas. Cependant, l'application pratique des AMCB est sévèrement entravée par l'expansion volumique de la cathode chalcogène, l'effet de navette des polychalcogénures, et des anodes en métal alcalin instables pendant le cycle. Grâce à la remarquable stabilité chimique du MXene, ses riches groupes fonctionnels de surface, sa conductivité électrique exceptionnelle et sa flexibilité mécanique supérieure, le MXene (carbures ou nitrures de métaux de transition) et ses composites ont été largement utilisés dans différents composants de batteries des AMCB pour résoudre ces problèmes. Dans ce document, nous résumons les avancées récentes dans la conception, la fabrication et l'application du MXene et de ses composites pour des AMCB à haute performance. Les avantages et les problèmes des AMCB ainsi que plusieurs solutions typiques sont d'abord introduits. Ensuite, nous décrivons la classification et les méthodes de synthèse du MXene, en comparant les avantages et les inconvénients de ces méthodes. De plus, les relations entre nano/microstructures, méthodes de synthèse des matériaux à base de MXene et performances électrochimiques des AMCB à base de MXene sont systématiquement résumées et discutées. En outre, les technologies pour la caractérisation avancée des mécanismes de réaction des matériaux à base de MXene dans les AMCB sont également examinées. Enfin, les défis restants et les futures directions de recherche sont proposés et discutés.