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MXene(Ti 3 C 2 T x)/纤维素纳米纤维/多孔碳膜作为超薄和柔性超级电容器的自立式电极
Chemical Engineering Journal ( IF 15.1 ) Pub Date : 2020-10-27 , DOI: 10.1016/j.cej.2020.127524
Weimin Chen , Daotong Zhang , Kai Yang , Min Luo , Pei Yang , Xiaoyan Zhou

传统的基于多孔碳(PC)的超级电容器(SC)通常由于其刚性组件和笨重的添加剂(例如粘合剂,导电材料和集电器)而变得坚硬而笨重。在此,通过相互之间的强界面相互作用来制备多孔(574.5m 2 g -1),导电性(83.1S cm -1)和柔性MXene(Ti 3 C 2 T x)/纤维素纳米纤维(CNF)/ PC杂化膜。通过简便的真空过滤方法对其成分进行分析。三维PC为电荷存储提供了丰富的微孔,为离子的快速扩散提供了大量的介孔/大孔。二维Ti 3 C 2 T x具有2.6×10 3 S cm -1的极高电导率和良好的成膜能力。一维CNF通过将相邻的Ti 3 C 2 T x薄片和PC粘结在一起,从而确保了杂化膜的高机械性能和38.6 MPa的拉伸强度。此外,CNF和PC的存在增加的Ti之间的层间距离3 c ^ 2 Ť X薄片,从而提供对Ti多个离子可接触的表面区域3 c ^ 2 Ť X并为快速离子传输创造了空隙。得益于这些电化学上的吸引力,该薄膜还被用作独立电极,以制造高性能的准固态SC,该薄膜表现出0.2mm的超薄厚度,高柔韧性,极高的面电容。 143μF的厘米-2在0.1mA厘米-2,和2.4μWh厘米的大面积的能量密度-2 17.5μW厘米-2,即使将功率密度提高了约100倍,仍具有约50%的高保留率。这项工作将为开发独立的,基于MXene的混合膜铺平道路,该膜同时具有出色的导电性,良好的机械性能和较大的电荷存储能力,适用于柔性和高性能SC。





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更新日期:2020-10-30
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