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随着地球资源的不断枯竭,开发出绿色无污染的新型化学能源迫在眉睫。锂离子电池具有电压高、能量高、寿命长、自放电小等特性,在能源存储与转换中扮演着至关重要的角色,可在极大程度上影响电子产品和新能源汽车行业的发展。锂离子电池负极材料的选择是决定电池性能好坏的关键因素。目前商业化使用最广泛的负极材料是石墨,但是其有限的比容量(372 m Ah g-1)远不能满足日益增长的储能需求。金属氧化物等负极虽具有比容量大的优点,但都存在着一些明显的缺点,例如充放电间的电压明显滞后,能量效率较低等。氢化镁由于其理论比容量高达2038 m Ah g-1,被看作是极具发展潜力的负极材料之一。然而,其在电池充放电反应过程中会发生体积变化。体积不断膨胀收缩会导致活性材料上SEI膜的不稳定和Mg H2颗粒的破碎,从而不断消耗锂,最终电池因锂耗而失效。基于此,可将金属氢化物Mg H2与二维导电材料MXene复合,制备Mg H2@MXene复合材料。本论文的主要工作内容及结果如下:（1）通过选择性溶液刻蚀层状三元MAX（Ti3Al C2）前驱体中的“Al”层原子,得到单层的MXene材料。依据其自组装特性,以溶剂热法于MXene层状表面原位负载Mg H2纳米颗粒,制备Mg H2@MXene复合材料。调整反应物比例,制备出不同载量的MgH2@MXene复合材料。此外,对Mg H2@MXene复合材料进行物性表征（XRD、SEM、TEM）,确认Mg H2颗粒已成功负载在MXene基体上。其中当负载量为20wt%时,大量Mg H2颗粒在MXene片层上呈单分散状态,均匀分布。随着载量的不断增大,Mg H2颗粒开始重叠堆积在MXene基体上,材料表面颗粒密度增大,孔隙率减小。（2）将通过对商用块状MgH2电极电化学性能的分析可得:商用Mg H2电极在经过20次循环后,放电容量急剧降低至400 m Ah g-1以下,容量发生大幅衰减,循环稳定性差。相比之下,20wt%Mg H2@MXene电极作为负极材料,在首圈循环后,表现出较稳定的放电容量,且经过50次循环后容量没有发生大幅衰减。这主要是因为Mg H2纳米颗粒作为活性物质为锂离子电池提供高容量。另一方面,MXene的独特结构既保证复合电极中的Mg H2颗粒的均匀分布,又作为基体为其提供支撑,能够有效缓解循环过程中的颗粒体积变化和团聚现象。（3）将不同载量的MgH2@MXene复合材料与Li BH4电解质、导电剂科琴黑按质量比4:3:3球磨混合,得到电极材料,并与Li BH4电解质和锂片组装成半电池,并进行电化学性能测试。结果表明:当载量为20wt%时,Mg H2@MXene复合材料中MgH2颗粒表现出较优异的活性,而随着Mg H2载量的不断增大,Mg H2开始出现失活;与40wt%Mg H2@MXene相比,由20wt%Mg H2@MXene复合材料组装的半电池界面阻抗小,循环稳定性高。在电流密度为100 m A g-1时经过50次充放电循环后,Mg H2@MXene电极的放电比容量达到532 m Ah g-1,库伦效率接近99%,与第十个循环比较,循环50圈后的容量保持率达到88.5%。此外,20wt%Mg H2@MXene在不同电流密度下均具有良好的循环可逆性。基于以上数据,20wt%Mg H2@MXene电极具备优异的电化学性能。综上所述,本文通过将MgH2负载到MXene基体上,有效缓解了Mg H2颗粒在反应过程中的体积变化。所制得的Mg H2@MXene复合电极材料表现出优异的电化学性能,有望给Mg H2改性方面研究提供技术思路以及理论参考,对促进锂离子电池的性能提升有积极意义。