Room‐Temperature Liquid Metal Confined in MXene Paper as a Flexible, Freestanding, and Binder‐Free Anode for Next‐Generation Lithium‐Ion Batteries

https://doi.org/10.1002/smll.201903214

  Wei等制备了Mxene/液态金属（GaInSnZn）薄膜材料（MLP）作为新一代的锂离子电池的负极材料。MLP在Mxene薄膜（MP）材料基础上加入低熔点液态金属，具有轻质、柔性、独立式的特点。除此之外，与铜箔作为集流体相比，还具有电解液在MLP表面有更好的润湿性的优点。不仅如此，在没有添加导电剂和粘结剂的条件下就可以作为锂离子电池的负极。与液态金属直接涂覆在铜箔上相比，MLP具有更好的电化学性能。在电流为20mA/g、50mA/g、100mA/g、200mA/g、500mA/g和1000mA/g时，其放电容量分别为638.79mAh/g、507.42mAh/g、483.33mAh/g、480.22mAh/g、452.30mAh/g和404.47 mAh/g。但是，其循环性能会受到充放电电压和液态金属涂覆量的影响。在充放电电压范围从0.01—2.0V调节到0.2—1.0V时，电化学性能有明显的改善。液态金属的涂覆量的增加，通常导致锂化/脱硫过程中的体积变化越大,从而容易导致电极的开裂和破碎使得循环性能变差。

A room-temperature liquid metal-based self-healing anode for lithium-ion batteries with an ultra-long cycle life

https://doi.org/10.1039/C7EE01798G

Wu等制备了一种新型的室温液态金属负极活性材料。这种材料由Ga和Sn按一定的比例组成合金，再将合金稳定在氧化石墨烯（RGO）/碳纳米管(CNT)骨架上作为锂离子电池负极。Ga-Sn液态金属负极由于液体的流动性和表面张力具有自愈性。自愈特性可以恢复锂离子在多次嵌入和脱嵌过程中，因膨胀和收缩引起的裂纹，使电极活性材料具有优异的循环性能。而RGO/ CNT骨架不仅能够阻止反应过程Ga-Sn颗粒聚集和脱落，给其提供一个稳定及有延展性的外壳，且能给锂离子提供一个很好的扩散通道。研究表明，在4000 mA /g时， 400 mA h/ g的容量在4000次的周期循环时没有明显的衰减。除了具有超长的循环寿命外，分别在200 mA/ g、500 mA/ g和1000 mA/ g，还分别具有775mA h /g、690mA h /g和613 mA h /g的高容量。此外，经过ESI测试表明在循环4500次前后的阻抗高度重合。在循环过程中，通过原位和非原位试验验证了自愈机制。这项工作为LIBs提供了一条实现长周期循环的新途径，而且更进一步，将对柔性电子设备、自修复电子电路或其他在电化学反应中遇到机械问题的应用有用。