超级电容|基于 MXene 的柔性复合薄膜:合成、改性和作为超级电容器电极的应用(二)

超级电容|基于 MXene 的柔性复合薄膜:合成、改性和作为超级电容器电极的应用(二)

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超级电容|基于 MXene 的柔性复合薄膜:合成、改性和作为超级电容器电极的应用(二)

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超级电容|基于 MXene 的柔性复合薄膜:合成、改性和作为超级电容器电极的应用(二)

2.3.5静电纺丝
已经使用静电纺丝方法从MXene墨水开发了具有更大比表面积的柔性纤维状MXene纳米薄膜 。 例如 , 通过用聚丙烯腈(PAN)静电纺丝Ti3C2Tx MXene纳米薄片并对纤维网络进行碳化 , 制备了独立的Ti3C2Tx MXene/碳纳米纤维垫电极 。 王等人 。 通过使用静电纺丝技术在叉指电极上制造聚(乙烯醇)/MXene纳米纤维薄膜作为湿度传感器(图6b) 。
2.3.6喷墨打印
喷墨打印是一种薄膜沉积技术 , 具有简单、快速、灵活、高分辨率、成本效益和功能材料的大规模直接图案化等优点 。 温等人 。 使用喷墨打印通过将石墨烯添加到MXene和N-甲基-2-吡咯烷酮(NMP)的混合物中来制备基于MXene的墨水 , 从而产生用于超级电容器的柔性透明电极(图6c) 。 选择聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)胶带作为柔性基材 , 使印刷的电极图案具有足够的柔韧性 , 可以承受任何方向的弯曲 。 此外 , 印刷的MXene/1 wt%石墨烯复合电极表现出优异的稳定性 , 在180°的弯曲角下电阻保持率为89% 。
2.3.7机械压制
机械压制可用于制备无粘合剂的柔性MXene薄膜 。 范等人 。 通过机械压制冷冻干燥的MXene气凝胶 , 报道了一种具有折叠结构的紧凑纳米多孔Ti3C2Tx MXene薄膜 。 与使用真空辅助过滤制造的MXene薄膜相比 , 该产品具有相当的体积电容和显着提高的倍率性能(图6d) 。 马等人 。 通过机械压制制备木质素磺酸盐改性-MXene-还原氧化石墨烯3D多孔气凝胶膜电极 。 通过这种无粘合剂薄膜制造方法 , 可以有效缓解2D MXene纳米薄片的重新堆叠 。 该薄膜具有较大的孔隙率和比表面积 , 从而增强了离子传输并改善了电化学性能 。
3超级电容器应用的复合改性
3.1纯MXene
除了上述独特的性能外 , 由于高纵横比 , 分层的MXene (d-Ti3C2Tx)可用作制备多功能纳米复合材料的有前途的纳米基材 。 由二维Ti3C2Tx纳米薄片制成的纯Ti3C2Tx薄膜具有柔韧性、自立性、无粘合剂和高导电性 。 具体来说 , Ti3C2Tx薄膜的电导率高达2.4 × 106 Scm-1 , 高于氧化石墨烯(1.6 × 105 S cm-1)和还原氧化石墨烯(105 S cm-1) 。 用于超级电容器的纯Ti3C2Tx MXene电极的电化学和机械性能主要取决于电解质、表面官能团和结构 。

Electrode material
Year
Synthesis of flexible   film
Electrical   conductivity [S m?1

Electrolyte
Capacitance
Energy density
Electrode capacitance   retention
Ref.
MnOx-Ti3C2
2017
Vacuum-assisted filtration  followed by thermal treatment
N/A
1 m  Li2SO4
602 F cm?3@ 2 mV s?1
13.64 mWh cm?3@ 2 mV s?1
89.8% (10?000 cycles)
Ti3C2Tx/Ag
2018
Vacuum-assisted filtration
N/A
1 m  Na2SO4
332.2 mF cm?2@2 mV s?1
121.4 μWh cm?2(@1885 μW cm?2)
87% (10?000 cycles)

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