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A Ti3C2Tx MXene cathode and redox-active electrolyte based flexible Zn-ion microsupercapacitor for integrated pressure sensing application
Nanoscale ( IF 5.8 ) Pub Date : 2022-12-21 , DOI: 10.1039/d2nr06626b Weijia Liu 1 , La Li 1 , Guozhen Shen 1
Nanoscale ( IF 5.8 ) Pub Date : 2022-12-21 , DOI: 10.1039/d2nr06626b Weijia Liu 1 , La Li 1 , Guozhen Shen 1
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Frequently used aqueous electrolytes in MXene-based Zn-ion hybrid microsupercapacitors (MSCs) limit their cycling and rate stability. The use of metal and nonmetal additives in electrolytes for the performance improvement of Zn-ion MSCs is considered a valid method. Herein, we propose an additive assisted Zn(CF3SO3)2 electrolyte as a redox-active electrolyte to prepare a flexible MXene-based Zn-ion hybrid MSC by a facile spraying method, and it consists of a conductive Ti3C2Tx–LiCl current collector and a Ti3C2Tx–DMSO cathode. In the process of the current density change (from 5 A cm−3 to 30 A cm−3 and then to 5 A cm−3), the capacity retention of the as-fabricated MSC with K3Co(CN)6 additive is over 99.0%, which is higher than 96.7% for the MSC with CKNSe additive and 82.3% for the MSC without an additive. Moreover, the designed MSC with the redox-active K3Co(CN)6 electrolyte exhibits a maximal capacitance retention of 70% after 5000 cycles. Furthermore, the flexible Zn-ion MSC with the Ti3C2Tx MXene cathode and a redox-active electrolyte was used to power a Ti3C2Tx based pressure sensor; the excellent press response of the integrated system not only provides insights into the development of large capacity and long-period stable energy storage devices, but also paves a new way for the development of capacitor-sensor integrated systems.
中文翻译：
用于集成压力传感应用的基于 Ti3C2TX MXene 阴极和氧化还原活性电解质的柔性锌离子微型超级电容器
基于 MXene 的锌离子混合微型超级电容器 (MSC) 中经常使用的水性电解质限制了它们的循环和速率稳定性。在电解质中使用金属和非金属添加剂来提高锌离子 MSC 的性能被认为是一种有效的方法。在此，我们提出一种添加剂辅助的 Zn(CF 3 SO 3 ) 2电解质作为氧化还原活性电解质，通过简便的喷涂方法制备柔性 MXene 基锌离子杂化 MSC，它由导电 Ti 3 C 2组成T x –LiCl 集电器和 Ti 3 C 2 T x –DMSO 阴极。在电流密度变化的过程中（从 5 A cm −3至 30 A cm -3然后至 5 A cm -3 ），使用 K 3 Co(CN) 6添加剂制造的 MSC 的容量保持率超过 99.0%，高于使用 CKNSe 的 MSC 的 96.7%添加剂和 82.3% 的 MSC 没有添加剂。此外，设计的具有氧化还原活性 K 3 Co(CN) 6电解质的 MSC 在 5000 次循环后表现出 70% 的最大电容保持率。此外，使用具有 Ti 3 C 2 T x MXene 阴极和氧化还原活性电解质的柔性锌离子 MSC为 Ti 3 C 2 T x基于压力传感器；该集成系统出色的新闻反响不仅为大容量、长周期稳定储能器件的发展提供了思路，也为电容-传感器集成系统的发展开辟了新途径。
更新日期：2022-12-21
中文翻译：
用于集成压力传感应用的基于 Ti3C2TX MXene 阴极和氧化还原活性电解质的柔性锌离子微型超级电容器
基于 MXene 的锌离子混合微型超级电容器 (MSC) 中经常使用的水性电解质限制了它们的循环和速率稳定性。在电解质中使用金属和非金属添加剂来提高锌离子 MSC 的性能被认为是一种有效的方法。在此，我们提出一种添加剂辅助的 Zn(CF 3 SO 3 ) 2电解质作为氧化还原活性电解质，通过简便的喷涂方法制备柔性 MXene 基锌离子杂化 MSC，它由导电 Ti 3 C 2组成T x –LiCl 集电器和 Ti 3 C 2 T x –DMSO 阴极。在电流密度变化的过程中（从 5 A cm −3至 30 A cm -3然后至 5 A cm -3 ），使用 K 3 Co(CN) 6添加剂制造的 MSC 的容量保持率超过 99.0%，高于使用 CKNSe 的 MSC 的 96.7%添加剂和 82.3% 的 MSC 没有添加剂。此外，设计的具有氧化还原活性 K 3 Co(CN) 6电解质的 MSC 在 5000 次循环后表现出 70% 的最大电容保持率。此外，使用具有 Ti 3 C 2 T x MXene 阴极和氧化还原活性电解质的柔性锌离子 MSC为 Ti 3 C 2 T x基于压力传感器；该集成系统出色的新闻反响不仅为大容量、长周期稳定储能器件的发展提供了思路，也为电容-传感器集成系统的发展开辟了新途径。
京公网安备 11010802027423号