一、文章概述

儲能技術各個領域的趨勢要求開發(fā)材料以滿足功能和結構的要求。柔性設備一直是這一領域進化上進步的一步。在這篇文章中，作者利用Ti3C2Tx和六方氮化硼(hBN)構建了柔性一體化Ti3C2Tx?hBN?Ti3C2Tx(THT)集成復合薄膜。Ti3C2Tx層作為有源電極，而hBN層作為分離器。這種設計簡化了一個強大的超級電容器的制造，允許活性材料獨立于額外的集電器或結合劑獨立發(fā)揮作用。THT薄膜的楊氏模量為2.26±0.03GPa，反映了薄膜的自支撐性，并建議通過在hBN分離器附近添加MXene層來增強薄膜。此外，50mV?1的電容值為0.20Fcm?2,10Ag?1的電容值為225.60Fg?1。在700mAcm?2下，能量密度為5.9.2mWcm?2，能量密度為5.6μWhcm?2。

二、圖文導讀

圖1.一體化THT薄膜的合成和制造的示意圖。

圖2.一體化THT薄膜在壓縮前后的微觀結構圖。

圖3.在YZ和XZ平面上具有二進制切片的THT的卷渲染圖。

三、全文總結

這篇文章探討了整合構成超級電容器電極和分離器的材料的功能和結構特性的概念。因此，作者向我們展示了一種新的制造工藝，構建了以Ti3C2Tx和hBN/PVA作為電極和分離器活性材料的一體集成電極|分離器|電極體系。采用FATC制備了一體化的THT復合薄膜。通過這種方法，利用Ti3C2Tx和hBN/PVA配方的二維薄片構建了一個具有垂直排列通道的高多孔結構。掃描電鏡顯微圖、XCT和SSA值表明，即使煅燒，孔和通道結構在顯微尺度上仍然保留。此外，THT薄膜表現(xiàn)出相對較高的剛度，具有柔性特性，持續(xù)2000個彎曲循環(huán)，同時保持穩(wěn)定的電導率水平。這是一個令人鼓舞的證明，它用于柔性能源存儲設備的可行性。自支撐的THT復合超級電容器薄膜的電化學性能進一步支持了這一點，其電容與使用商用分離器的器件相當。將THT薄膜分為平行和串聯(lián)配置，以增加集成超級電容器的電壓窗和面積功率/能量密度，進一步證實了這些材料可能作為商業(yè)儲能器件實現(xiàn)的可行性。希望這種新穎簡單的方法能夠為新的可擴展解決方案來構建新一代的能源存儲設備。

文章鏈接：

https://doi.org/10.1021/acsaem.1c01240

2021

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