高容量MXene薄膜通过结合通过接口氧化聚合物制备的聚3,4-乙烯二氧化) 空心球体而形成
Xianchi Zhang1, Diheng Xin1, Zhiyuan Yu1
1Key Laboratory of Applied Surface and Colloid Chemistry, MOE, Shaanxi Engineering Lab for Advanced Energy Technology, Shaanxi Key Laboratory for Advanced Energy Devices, School of Materials Science and Engineering, Shaanxi Normal University, 620 West Chang'an Street, Xi'an, Shaanxi 710119, China.
Journal of colloid and interface science
|August 18, 2024
概括
这项研究引入了导电性聚-3,4-乙烯二氧化) 空心球 (PEDOT HSs) 作为MXene薄膜中的间隔器. 这些MXene-PEDOT (MP) 薄膜显示了灵活的固态超级电容器的增强导电性和电容.
科学领域:
- 材料科学 材料科学 材料科学
- 电化学 电化学 电化学
- 纳米技术纳米技术
背景情况:
- 由于板叠,MXene (Ti3C2Tx) 薄膜的离子可访问性降低,动力学缓慢.
- 现有的提高MXene性能的策略往往会损害导电性或稳定性.
- 开发先进的电极材料对于高性能储能设备至关重要.
研究的目的:
- 开发一种用于增强超级电容性能的新型复合材料.
- 为了研究导电性聚-3,4-乙烯二氧化) 空心球 (PEDOT HSs) 作为MXene薄膜中的间隔器的影响.
- 在基于MXene的电极中实现高导电性,灵活性和电化学稳定性.
主要方法:
- 通过模板辅助界面聚合制造PEDOT空心球 (HSs) 的制造,使用硫聚烯球 (S-PS) 作为模板.
- 将PEDOT HSs纳入MXene薄膜,以创建分层多孔的MXene-PEDOT (MP) 复合膜.
- 用于超级电容器应用的MP薄膜的电化学表征,包括电容,导电性和循环稳定性测量.
主要成果:
- 由此产生的MXene-PEDOT (MP) 薄膜显示出一个层次性的多孔网络和高导电性 (283 S cm-1).
- 在3mVs-1下达到218Fg-1的特定电容,放松时间常数减少40倍.
- 在固态超级电容器中,MP膜表现出厚度独立的电容性能和出色的循环稳定性 (在5000个循环中保持92%).
结论:
- PEDOT HSs的集成有效地解决了堆叠的MXene板的局限性,提高了离子可访问性和反应动力学.
- MP复合膜为灵活,高性能储能设备提供了一个有前途的平台.
- 开发的材料表现出卓越的电化学性能,机械灵活性和结构完整性,为先进的超级电容器设计铺平了道路.
