CoFe₂O₄负极的体积膨胀对锂/钠离子电池（LIB/SIB）的商业应用构成了重大挑战。然而，金属-有机框架（MOF）具有优异的异质结构构造，为Li/Na存储提供了精细的界面相互作用和较低的离子扩散势垒。

近期，江南大学乔辉教授通过静电纺丝、原位生长和煅烧工艺制备了由MOF衍生的CoFe₂O₄@碳纳米纤维，然后在碱处理下将其限制在由MXene限制的MOF衍生多孔CoFe₂O₄@碳复合结构中。CoFe₂O₄纳米纤维锚定在用NaOH溶液修饰的碱化MXene上，形成多褶结构。该复合材料的三明治状结构有效地缓解了体积膨胀，缩短了Li/Na离子的扩散路径，作为LIB/SIB的负极材料，表现出高容量和出色的倍率性能。因此，所获得的CoFe₂O₄@碳@碱化MXene复合负极显示出优异的倍率性能，在LIB中于10A/g下为318mAh/g，在SIB中于5A/g下为149mAh/g。在高电流密度下，其卓越的循环性能得到了进一步的证实：对于LIB，经400次循环后在2A/g下的放电容量保持在807mAh/g。对于SIB，经1000次循环后在1A/g下的放电容量为130mAh/g。

图1.a）CCM1、CCM2、CCM3和a-Ti₃C₂T_x的XRD图谱；b）CCM2的XPS全扫描光谱，c）Fe2p、d）Co2p、e）Ti2p、f）C1s和g）O1s的高分辨率光谱；h）氮气等温吸附/解吸曲线以及i）CCM1、CCM2和CCM3的孔径分布。

图2.a）CFO@C NFs、b）a-Ti₃C₂T_x和c）CCM2的SEM图像；d）CCM2的低倍放大TEM图像；e）CCM2的HR-TEM图像和f）SAED；g）CCM2的EDS光谱，及其i）C、j）O、k）Ti、l）Fe和m）Co元素映射。

图3.LIB的电化学表征：a）CCM的CV曲线，b）在0.5A/g下的循环稳定性，以及c）倍率性能；SIB的电化学表征：d）CCM的CV曲线，e）在0.1A/g下的循环稳定性，以及f）倍率性能。

图4.CCM2电极的动力学研究：a）在LIB中于不同扫描速率下的CV曲线；b）在LIB中于0.1mV/s扫描速率下的伪电容贡献；c）在LIB中于不同扫描速率下的扩散和电容贡献；d）在SIB中于不同扫描速率下的CV曲线；e）在SIB中于0.1mV/s扫描速率下的伪电容贡献；f）在SIB中于不同扫描速率下的扩散和电容贡献。

图5.a）LIB的GITT曲线；b）基于GITT数据，在不同电压下充电/放电过程中的Li⁺扩散系数；c）SIB的GITT曲线；d）基于GITT数据，在不同电压下充电/放电过程中的Na⁺扩散系数。

图6.a）由CCM2负极和LiCoO₂正极组成的全电池的制造示意图；b）LiCoO₂//CCM2全电池点亮45个红色LED的数码照片；Na₃V₂（PO₄）₃//CCM2全电池点亮56个黄色LED的数字照片；c）恒电流放电/充电曲线，d）0.3A/g下的循环性能，以及e）LiCoO₂//CCM2全电池（LIB）的倍率性能；f）恒电流放电/充电曲线，g）0.1A/g下的循环性能和h）Na₃V₂（PO₄）₃//CCM2全电池（SIB）的倍率性能。

该工作以“Multi-Pleated Alkalized Ti₃C₂T_x MXene-Based Sandwich-Like Structure Composite Nanofibers for High-Performance Sodium/Lithium Storage”为题发表在《Small》（DOI:10.1002/smll.202303802）上。

论文链接：https://doi.org/10.1002/smll.202303802