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锂离子电池的应用广泛,从常见的小型电子产品到大型公共交通工具,各类清洁能源的配合使用,缓解了一次能源的耗损速率,提高了环境质量。电极材料作为电池结构中最重要的一部分,成为科研工作者研究的热门方向之一。2011年,一种新兴的二维层状结构材料——MXene诞生,由于其导电性能优异,锂离子扩散阻力十分低,成为锂离子电池负极材料的研究热点。本文以MXene类材料中的Ti3C2Tx作为研究对象,探索了其制备过程并对初步合成的多层Ti3C2Tx进行插层剥离,然后原位合成了 TiO2/Ti3C2Tx复合材料,并探究了刻蚀程度、剥离情况以及复合Ti02对层结构、材料表面状态以及对电化学性能的影响。首先,以商业的Ti3AlC2为原料,采用高浓度氢氟酸刻蚀的方法,探索原料粒径、不同刻蚀时间和刻蚀温度对材料结构的影响,确定最佳的合成工艺,初步成功合成Ti3C2Tx(as-Ti3C2Tx)。利用XRD、SEM、TEM、XPS等测试手段分析as-Ti3C2Tx的结构、形貌以及表面状态。并组装成锂离子电池,在20mAg-1的电流密度下,可以获得200mAhg-1的放电比容量;当电流密度增加到1000mA g-1再回到20mAg-1时,放电比容量依然可以达到150mAhg-1,说明材料的倍率性能较好。其次,以无水乙醇和二甲基亚砜(DMSO)为插层剂,通过超声波液相剥离的方法,将as-Ti3C2Tx的多层结构变成少层二维结构,同时片层尺寸也减小。而且,发现经过插层剥离后,样品的表面官能团含量减少。在锂离子电池中,d-a-Ti3C2Tx和d-D-Ti3C2Tx在20mA g-1的电流密度下,首次放电比容量分别为484.9mAhg-1和443.lmAhg-1,倍率性能良好,且容量较as-Ti3C2Tx,明显提升;作为钠离子电池负极,在lOOmAg-1的电流密度下,经过500次循环,二者的容量可以保持110mAh-1和90mAh g-1,循环稳定性优异。最后,以as-Ti3C2Tx为原材,通过进行水热以及添加一定量葡萄糖水热的方法,制备Ti02的复合材料,构筑层间丰富孔结构。应用于锂离子电池中,在20mA g-1电流密度下,Ti02-Ti3C2Tx和Ti02@C-Ti3C2Tx的可逆比容量分别为210mAhg-1和230mAhg-1左右。在钠离子电池中,在lOOmAg-1电流密度下循环400次,二者仍然可以提供102mAh g-1和99mAh g-1比容量,库伦效率始终保持98%以上,循环稳定性好。