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Enhanced Rate Capability of Ion‐Accessible Ti3C2Tx‐NbN Hybrid Electrodes
Advanced Energy Materials ( IF 24.4 ) Pub Date : 2020-07-26 , DOI: 10.1002/aenm.202001411 Hao Wang 1, 2 , Jianmin Li 1 , Xiaoxiao Kuai 2 , Liangmin Bu 2 , Lijun Gao 2 , Xu Xiao 1 , Yury Gogotsi 1
Advanced Energy Materials ( IF 24.4 ) Pub Date : 2020-07-26 , DOI: 10.1002/aenm.202001411 Hao Wang 1, 2 , Jianmin Li 1 , Xiaoxiao Kuai 2 , Liangmin Bu 2 , Lijun Gao 2 , Xu Xiao 1 , Yury Gogotsi 1
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Although 2D Ti3C2Tx is a good candidate for supercapacitors, the restacking of nanosheets hinders the ion transport significantly at high scan rates, especially under practical mass loading (>10 mg cm−2) and thickness (tens of microns). Here, Ti3C2Tx‐NbN hybrid film is designed by self‐assembling Ti3C2Tx with 2D arrays of NbN nanocrystals. Working as an interlayer spacer of Ti3C2Tx, NbN facilitates the ion penetration through its 2D porous structure; even at extremely high scan rates. The hybrid film shows a thickness‐independent rate performance (almost the same rate capabilities from 2 to 20 000 mV s−1) for 3 and 50 µm thick electrodes. Even a 109 µm thick Ti3C2Tx‐NbN electrode shows a better rate performance than 25 µm thick pure Ti3C2Tx electrodes. This method may pave a way to controlling ion transport in electrodes composed of 2D conductive materials, which have potential applications in high‐rate energy storage and beyond.
中文翻译：
离子可及的Ti3C2Tx-NbN杂化电极的增强倍率能力
尽管2D Ti 3 C 2 T x是超级电容器的良好候选者，但是纳米片的重新堆叠在高扫描速率下显着阻碍了离子传输，特别是在实际质量负载（> 10 mg cm -2）和厚度（数十微米）的情况下。在这里，Ti 3 C 2 T x -NbN杂化膜是通过将Ti 3 C 2 T x与NbN纳米晶体的二维阵列自组装而设计的。作为Ti 3 C 2 T x的层间隔离物NbN促进离子通过其2D多孔结构渗透；即使在极高的扫描速度下 对于3和50 µm厚的电极，混合膜表现出与厚度无关的速率性能（从2到20 000 mV s -1几乎具有相同的速率能力）。即使是厚度为109 µm的Ti 3 C 2 T x -NbN电极，也比厚度为25 µm的纯Ti 3 C 2 T x电极具有更好的速率性能。该方法可能为控制由2D导电材料组成的电极中的离子传输铺平了道路，这些材料在高速能量存储及其他方面具有潜在的应用。
更新日期：2020-09-15
中文翻译：
离子可及的Ti3C2Tx-NbN杂化电极的增强倍率能力
尽管2D Ti 3 C 2 T x是超级电容器的良好候选者，但是纳米片的重新堆叠在高扫描速率下显着阻碍了离子传输，特别是在实际质量负载（> 10 mg cm -2）和厚度（数十微米）的情况下。在这里，Ti 3 C 2 T x -NbN杂化膜是通过将Ti 3 C 2 T x与NbN纳米晶体的二维阵列自组装而设计的。作为Ti 3 C 2 T x的层间隔离物NbN促进离子通过其2D多孔结构渗透；即使在极高的扫描速度下 对于3和50 µm厚的电极，混合膜表现出与厚度无关的速率性能（从2到20 000 mV s -1几乎具有相同的速率能力）。即使是厚度为109 µm的Ti 3 C 2 T x -NbN电极，也比厚度为25 µm的纯Ti 3 C 2 T x电极具有更好的速率性能。该方法可能为控制由2D导电材料组成的电极中的离子传输铺平了道路，这些材料在高速能量存储及其他方面具有潜在的应用。
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