由于可穿戴電子器件廣泛的應(yīng)用范圍，具有良好柔性的儲能器件，如超級電容器引起了研究者們的興趣。然而，傳統(tǒng)的超級電容器與其他儲能器件相比還有很多的不足。典型的多孔碳基電極需要一種非電化學(xué)活性的粘結(jié)劑，如PTFE或PVDF，導(dǎo)電材料，如碳黑，以及集流體（泡沫鎳），這不可避免地增加了超級電容器的重量和體積，進而進一步限制了在超級電容器在小型或微型電子中的應(yīng)用。這些添加劑還會在充放電過程中引起副反應(yīng)，如阻塞多孔碳電極的孔，降低電極的導(dǎo)電性以及減少活性比表面積。因此，研發(fā)具有杰出導(dǎo)電性，良好機械性能以及高電化學(xué)活性的自支撐電極對于超級電容器的發(fā)展至關(guān)重要。MXenes，作為一類二維（2D）過渡金屬碳化物和氮化物，在近年來被認(rèn)為是柔性超級電容器非常有潛力的電極材料，這主要得益于其原子層厚度，杰出的金屬導(dǎo)電性，良好的親水性以及高氧化還原活性等優(yōu)勢。與2D石墨烯相比，MXenes是一類可擴展的材料，而且MXene是不僅包含共價鍵，還包含金屬和離子鍵，為其復(fù)合材料提供了諸多的優(yōu)勢。此外，MXene可以很容易地分散在水中，這對膜的制備可以起到促進作用。

最近，南京林業(yè)大學(xué)Xiaoyan Zhou教授與Pei Yang教授合作在國際知名學(xué)術(shù)期刊?Chemical Engineering Journal上發(fā)表題目為：?Mxene (Ti3C2Tx)/cellulose nanofiber/porous carbon film as free-standing electrode for ultrathin and flexible supercapacitors的研究論文，通過真空過濾過程中強烈的界面接觸制備了一種多孔，導(dǎo)電且柔性的MXene Ti3C2Tx/纖維素納米纖維(CNF)/PC復(fù)合膜，三維PC電極提供了用于電荷儲存的充足的微孔以及用于快速離子擴散的可觀的介/大孔。

圖1.Ti3C2Tx/CNF/PC復(fù)合膜的制備過程。

圖2.?Ti3C2Tx/CNF/PC復(fù)合膜的形貌表征。

圖3.?Ti3C2Tx/CNF/PC的物理化學(xué)表征。

圖4.?Ti3C2Tx/CNF/PC以及相應(yīng)材料所組裝的的對稱式超級電容器的電容性能。

圖5.?Ti3C2Tx/CNF/PC復(fù)合膜和PVA/KOH凝膠電解質(zhì)的對稱式準(zhǔn)固態(tài)超級電容器的電容性能。

本文所制備的多孔（574.5 m2?g-1），導(dǎo)電（93.1 S cm-1）柔性的Ti3C2Tx/CNF/PC復(fù)合膜具有優(yōu)異的電化學(xué)性能，通過簡易的真空抽濾的方式制備而成。使用柔性凝膠電解質(zhì)，自支撐復(fù)合膜作為電極，準(zhǔn)固態(tài)超級電容器具有超薄的厚度大約為0.2 mm，具有良好的柔性。得益于PC分級多孔結(jié)構(gòu)，CNF良好的機械性能，Ti3C2Tx的杰出導(dǎo)電性以及PC，CNF和Ti3C2Tx的界面效應(yīng)，超級電容器具有高比容量，在0.1 mA cm-2的電流密度下，可以產(chǎn)生143 mF cm-2的高電容。這種高比面電容的超電比很多MXene基超級電容器都要高。此外，超級電容器的面積能量密度在功率密度為17.5 μW cm-2條件下，可以高達2.4 μWh cm-2。該工作為MXene基復(fù)合膜的設(shè)計提供了新思路。

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