自支撑二维Ti3C2Tx(MXene)薄膜电化学性能
2021-06-16王恩会侯新梅
工程科学学报 2021年6期
武 伟,王恩会,杨 涛,侯新梅
北京科技大学钢铁共性技术协同创新中心,北京 100083
近年来,随着便携式/可穿戴电子产品需求的快速增长,高性能、柔性、轻量化的电源得到了广泛的研究和开发[1]. 超级电容器作为一种新型的储能装置被认为是非常具有潜力的可用于便携式/可穿戴电子产品的电源. 它比传统电容器具有更高的能量密度和比电容,其功率密度也远高于普通电池,因而填补了传统电池和电容器之间的空白,具有比能量和比功率高、循环寿命长、使用安全性高、无记忆效应、充放电效率高、对环境无污染、维护成本低等突出优点. 然而超级电容器能量密度与电池相比仍有较大差距,这大大限制了其进一步的实用化,目前很多研究者致力于解决此问题. 由于电极材料的性能在超级电容器中起着主导作用,因此开发出具有高性能的电极材料成为最有前景的解决方法[2-5].
二维材料因其高比表面积以及优异的电子和机械性能而成为最有前途的超级电容器电极材料之一[6]. 在过去的十年中,过渡金属碳化物和氮化物(MXene)作为一种新型的二维材料家族,尤其是最先发现的Ti3C2Tx(Tx代表表面上-OH、-O、-F等不同的官能团)[7],由于其相对较好的化学稳定性、更高的比表面积和活性表面位置、优异的亲水性和更高的导电性[8-9]而被广泛的研究. 到目前为止,在电化学储氢[10]、超级电容器[11-21]和锂离子电池[22-24]等多种类型的储能系统中,可以看出MXene作为电极材料表现……
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