Ti3C2Tx/碳纳米管/多孔碳膜用于柔性超级电容器

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多孔碳PC可以有效地缓解二维mxene基薄膜典型的自堆积现象，并可以很容易地定制其多孔结构。然而，由于PC的形状不规则，3D PC与2D MXene薄片之间的接触通常以点对点的形式出现，导致电子传递效率低，薄膜中应力集中且易碎。文章引入一维碳纳米管CNT构建了一种高导电的网络结构，将PC紧密锚定在MXene薄片上，通过增加MXenn与PC之间的接触面积来确保快速电子传递。此外，交织的CNTs桥接水平MXene薄片，使内部结构更加完整，从而提高了灵活性。因此，Ti3C2Tx典型的 MXene/CNT/PC TCP 薄膜能够承受 1 V s- 1 的大扫描速率，并在 0.5 mA cm- 2下显示出 364.8 mF cm- 2 的高面积比电容。 即使在 50 mA cm− 2 的高电流密度下仍保持在 80% 以上。此外，所制备的柔性准固态超级电容器SC在29.8 μ W cm− 2下具有10.5 μ Wh cm− 2的较大区域能量密度。文章研究为MXene/PC薄膜在不牺牲导电性的情况下克服其柔韧性差的问题提供了一种有前景的方法，同时为开发具有大电荷存储容量和高倍率性能的柔性sc铺平了道路。

二、图文导读

图4.Ti3C2Tx、TC和TCP薄膜的电容性能：(a)不同扫描速率下TCP薄膜的CV谱图；(b）基于GCD谱的速率能力；(c)Nyquist图；(d)Ti3C2Tx和TCP薄膜中的离子输运说明。

三、全文总结

综上所述，通过真空过滤成功制备了多孔、柔性、电化学活性的TCP膜。作为间隔剂，PC有效地分离了相邻的Ti3C2Tx薄片，增加了Ti3C2Tx的离子可达表面积，并由于其宏观/介孔结构提供了丰富的多向快速离子扩散通道。TCP膜具有理想的柔韧性和高导电性，这要归功于碳纳米管构成的导电网。CNTs的交织不仅将PC紧密地固定在Ti3C2Tx上，通过增加Ti3C2Tx与PC之间的接触面积，提高了电子传递效率，而且还桥接了水平相邻的Ti3C2Tx薄片，使内部结构更加完整，增强了灵活性。因此，TCP膜可以承受1v s- 1的大扫描速率，在0.5 mA cm-2时表现出364.8 mF cm-2的大区域比电容，当电流密度增加100倍时，该区域比电容仍保持在80%以上。受益于其电化学吸引力的特性，制造的具有凝胶电解质的柔性 SC 在 0.1 mA cm−2 下表现出 212 mF cm−2 的大面积电容和在 29.8 μW cm−2 下 10.5 μWh cm−2 的大面积能量密度，具有 超过 75% 的出色倍率能力，同时功率密度增加约 100 倍。文章研究为Ti3C2Tx薄膜在不牺牲导电性和灵活性的情况下克服薄膜的自堆积现象提供了一种有前途的策略，同时为开发具有大电荷存储容量和高速率能力的柔性sc铺平了道路。

文章链接：https://doi.org/10.1016/j.cej.2021.132002