電化學(xué)電容器在電化學(xué)儲能中一類具有代表性的儲能器件，這是因為其結(jié)合了高功率密度，長循環(huán)壽命以及杰出的可靠性等優(yōu)勢。然而，電化學(xué)電容器的能量密度通常比較低，這就需要從體積容量Cv和質(zhì)量容量Cg兩方面最大化提升能量密度?？紤]到Cv?= Cg*ρ， ρ為電極密度，對于絕大多數(shù)的電化學(xué)電容器而言，Cg和ρ之間相互影響。像活性炭這種電極材料，具有較大的比表面積和快速的離子傳輸行為，因而具有較高的Cg的值，但是較低的密度導(dǎo)致了較低的Cv。與之相反，密度高的電極通常可以具有較高的Cv，但是離子可及性快速衰減進而導(dǎo)致了更低的Cg。因此，設(shè)計同時具有高體積容量和質(zhì)量容量的電極是重中之重。

MoO3因其低成本，無毒性，高電化學(xué)活性以及穩(wěn)定性作為贗電容材料已經(jīng)得到了廣泛的關(guān)注，尤其考慮到其較高的理論容量（1005C g-1）。這些優(yōu)勢使其非常有潛力成為實現(xiàn)同時具有高體積容量和質(zhì)量容量的電極材料。特別地，穩(wěn)定的層狀的斜方晶系的α- MoO3相在層間可以允許離子的快速嵌入與脫嵌，不產(chǎn)生結(jié)構(gòu)塌陷，然而，其實際的比電容要比理論容量低很多，這是因為其較低的電子導(dǎo)電性，一般的反應(yīng)動力學(xué)以及有限的暴露的活性位點。2D過渡金屬碳/氮化物，MXenes，因其超高的類似金屬的導(dǎo)電性（400-10，000 S cm-1），親水性的本質(zhì)和可控的官能團使其在儲能器件領(lǐng)域中成為一類非常有潛力的材料體系，尤其是電化學(xué)電容器應(yīng)用。

最近，瑞典林雪平大學(xué)Per O. ?. Persson教授，Johanna Rosen教授和美國德雷塞爾大學(xué)Michel W. Barsoum教授在國際知名學(xué)術(shù)期刊?Advanced Science上發(fā)表題目為：?Flexible Free-Standing MoO3/Ti3C2Tz?MXene Composite Films with High Gravimetric and Volumetric Capacities的研究論文，報道了具有不同質(zhì)量比的Ti3C2Tz與MoO3納米帶復(fù)合的無粘結(jié)劑，柔性自支撐膜，兼具高質(zhì)量容量與體積容量。

圖1.MoO3/Ti3C2Tz膜的合成過程示意圖。

圖2.?MoO3/Ti3C2Tz的SEM圖像與元素mapping分布。

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圖3.?MoO3/Ti3C2Tz的XRD和XPS表征。

圖4.?MoO3/Ti3C2Tz的電化學(xué)性能測試。

圖5.??8:2MoO3/Ti3C2Tz//NAC混合電容器的電化學(xué)性能測試。

圖6.??8:2MoO3/Ti3C2Tz//NAC的Ragone圖。

質(zhì)量比為8:2的MoO3/Ti3C2Tz膜在1 A g-1的電流密度下具有837C g-1的質(zhì)量容量以及1836 C cm-3的體積容量。杰出的電化學(xué)性能可以歸因于以下幾點：i) Ti3C2Tz的高導(dǎo)電性提供了電子快速傳輸?shù)穆窂?；ii）MoO3納米帶緩解了Ti3C2Tz的重堆疊問題，暴露了更多的可用于儲能的空間；iii）由于Ti3C2Tz的引入而導(dǎo)致的MoO3的還原可進一步增加自由載流子的濃度并產(chǎn)生更多暴露的活性位點，從而實現(xiàn)電荷存儲的快速動力學(xué)和更高的容量；iv）自支撐電極開放穩(wěn)定的結(jié)構(gòu)促進電解液的浸潤，提升比電容的同時延長了循環(huán)性能；v) 高密度與高容量的Ti3C2Tz與MoO3之間的協(xié)同效應(yīng)，使高體積容量與質(zhì)量容量成為了可能。

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