近日，北京化工大学材料科学与工程学院徐斌教授团队在《Advanced Energy Materials》期刊发表了题为“All‑MXene Co‑Design Enables Fast Iodine Redox and Ultrastable Zinc Anode in Aqueous Zn–I₂ Batteries”的研究论文。该工作提出了一种基于富氟MXene的正负极协同调控策略，实现了对水系锌碘电池碘正极与锌负极界面的同步优化，构筑出兼具优异倍率性能和长循环寿命的高性能锌碘电池。

  水系锌碘电池具有安全性高和环境友好等优势，在大规模储能领域展现出广阔的应用前景。然而，碘正极穿梭效应、转化动力学缓慢以及锌负极稳定性不足等问题制约着其电化学性能和实际应用。针对上述挑战，研究团队利用聚偏氟乙烯热解产生的HF气体作为刻蚀剂，制备了两类富氟MXene材料（Nb₂C-F和V₂C-F），实现了对碘正极和锌负极界面的协同调控。其中，Nb₂C-F作为碘宿主，其高导电框架和表面氟化物纳米域可有效固定多碘离子并促进I^-/I₂转化，抑制聚碘离子的穿梭效应并加快碘正极反应动力学。同时，V₂C-F作为锌负极界面层可均匀调控Zn²⁺通量和成核行为，实现稳定均匀的锌沉积/剥离过程。得益于富氟MXene对碘正极和锌负极界面的协同调控，构建的Nb₂C-F@I₂//V₂C-F@Zn锌碘电池在0.2 A g^-1下比容量可达220.7 mAh g^-1，并可维持60,000次的稳定循环，容量保持率达到72.8 %，库仑效率接近100 %。该研究建立了一种兼顾碘正极反应动力学调控与锌负极界面稳定化的全MXene协同设计新策略，为开发高倍率和长寿命的水系锌碘电池提供了新思路。

北京化工大学材料科学与工程学院博士研究生崔浩楠为论文第一作者，北京化工大学徐斌教授、延安大学张鹏副教授和西安科技大学刘欢教授为论文的共同通讯作者，北京化工大学为第一完成单位。该研究工作获得了国家自然科学基金等项目的支持。

原文链接：

https://advanced.onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/aenm.71127