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随着大功率电子设备尤其是电动汽车的不断发展,研发高性能二次电池的需求日益迫切。钠离子电池具有生产成本低,地球储量丰富,优秀的储能性能,因此,关于钠离子电池的研发也在不断推进。负极材料是电池的核心组成之一,所以研发具有能量密度高,循环寿命长,操作温度范围广等特点的电极材料十分重要。MXenes材料,具有类石墨烯层状结构,高导电性和金属性,钠储存理论容量高,是具有优势的钠离子电池负极材料之选。在本论文中,我们通过球磨预处理结合溶液浸泡法合成了硫修饰钠镶嵌结构的Ti3C2 MXenes材料。通过分析手段如X射线衍射(XRD)、傅里叶红外(FT-IR)、拉曼(Raman)、X射线光电子能谱(XPS)、扫描电子显微镜(SEM)、透射电镜(TEM)、循环伏安(CV)、电化学阻抗(EIS),恒电流充放电,外原位测试等,确定了材料的元素或基团构成、形貌,探究了材料的电化学性能及储能机理。通过动力学计算探究了材料的动力学行为。(1)通过对比不同预处理方法得到的Ti3C2的常温及高温储锂性能,确定了使用球磨处理降低原材料Ti3AlC2的尺寸再进行氢氟酸刻蚀的预处理方法。(2)通过溶液浸泡法结合静电吸引及氧桥连接效应得到了硫修饰钠镶嵌Ti3C2MXenes,碱化Ti3C2 MXenes材料,并将其与纯Ti3C2 MXenes材料进行对比,结果发现:作为钠离子电池负极材料,硫修饰Ti3C2 MXenes表现出更最优异的电化学性能,确定了预嵌钠和硫基团修饰对Ti3C2 MXenes材料的积极作用。该材料在2 A g-1的电流密度下,循环了1000周后的可逆放电比容量仍高达135 mAh g-1,平均每圈的容量衰减率为0.033%,甚至在电流密度为5 A g-1时,可逆放电比容量仍有136.6 mAh g-1。(3)采用循环伏安及电化学阻抗等测试对硫修饰Ti3C2 MXenes材料进行了机理研究,同时,对材料进行了动力学计算,并利用原位测试探究了材料在充放电过程中状态变化,从而确定了材料具有混合能量储存机理——氧化还原及表面控制的混合式嵌入式赝电容,在循环过程中硫基团参与反应且不会消失,同时还具有自增加的钠离子扩散系数。材料的表观活化能及扩散活化能分别为36.15,39.74 KJ mol-1。