当前位置：
X-MOL 学术
›
Adv. Energy Mater.
›
论文详情
Our official English website, www.x-mol.net, welcomes your
feedback! (Note: you will need to create a separate account there.)
Designed Redox-Electrolyte Strategy Boosted with Electrode Engineering for High-Performance Ti3C2Tx MXene-Based Supercapacitors
Advanced Energy Materials ( IF 24.4 ) Pub Date : 2023-07-16 , DOI: 10.1002/aenm.202301219
Rui Ma 1 , Lingyun Cao 1 , Jingting Zhuo 1 , Jintao Lu 1 , Jiaxiang Chen 1 , Jue Huang 2 , Guowei Yang 1 , Fang Yi 1
Advanced Energy Materials ( IF 24.4 ) Pub Date : 2023-07-16 , DOI: 10.1002/aenm.202301219
Rui Ma 1 , Lingyun Cao 1 , Jingting Zhuo 1 , Jintao Lu 1 , Jiaxiang Chen 1 , Jue Huang 2 , Guowei Yang 1 , Fang Yi 1
Affiliation
|
Ti3C2Tx MXene has shown remarkable potential for supercapacitors. However, its limited capacitance restrains the energy density. Here, a designed redox-electrolyte strategy boosted with electrode engineering for Ti3C2Tx MXene is demonstrated, by which a record-high specific capacitance of 788.4 F g−1 at 2 mV s−1 is achieved, accompanied by good rate capability and highly improved cyclic stability compared with the pristine MXene electrode. For the first time, redox additives with redox potentials falling in the Ti3C2Tx MXene's potential range and that can take full advantage of the characteristics of Ti3C2Tx MXene are investigated. CuSO4 and VOSO4 are screened as the hybrid redox additives; and it is revealed that copper and vanadium ions can bond with ═O terminals on the MXene surface and undergo redox reactions mainly via Cu2+/Cu+ and V3+/V2+. The electrode engineering significantly boosts the designed redox-electrolyte strategy by enhancing ion dynamics and increasing electrochemically active sites. High energy density of 80.9 Wh kg−1 at a power density of 376.0 W kg−1 and high cyclic stability and improved self-discharging behavior are obtained for the fabricated supercapacitor by applying this strategy. The strategy is also demonstrated for the performance improvement of MXene-based flexible supercapacitors with hydrogel electrolytes.
中文翻译：
设计的氧化还原电解质策略通过电极工程促进高性能 Ti3C2TX MXene 基超级电容器
Ti 3 C 2 T x MXene 在超级电容器方面表现出了巨大的潜力。然而，其有限的电容限制了能量密度。在这里，展示了一种通过 Ti 3 C 2 T x MXene电极工程增强的设计氧化还原电解质策略，通过该策略在 2 mV s -1下实现了 788.4 F g -1的创纪录高比电容，并具有良好的倍率与原始 MXene 电极相比，其性能和循环稳定性大大提高。首次将氧化还原电位落在Ti 3 C 2 T x范围内的氧化还原添加剂研究了MXene的潜在范围以及可以充分利用Ti 3 C 2 T x MXene特性的情况。筛选CuSO 4和VOSO 4作为杂化氧化还原添加剂；结果表明，铜离子和钒离子可以与MXene表面的=O端键合，主要通过Cu 2+ /Cu +和V 3+ /V 2+发生氧化还原反应。电极工程通过增强离子动力学和增加电化学活性位点，显着促进了设计的氧化还原电解质策略。功率密度为 376.0 W kg -1时能量密度高达 80.9 Wh kg -1通过应用该策略，所制造的超级电容器获得了高循环稳定性和改善的自放电行为。该策略还被证明可以提高基于 MXene 的柔性超级电容器与水凝胶电解质的性能。
更新日期：2023-07-16
中文翻译：
设计的氧化还原电解质策略通过电极工程促进高性能 Ti3C2TX MXene 基超级电容器
Ti 3 C 2 T x MXene 在超级电容器方面表现出了巨大的潜力。然而，其有限的电容限制了能量密度。在这里，展示了一种通过 Ti 3 C 2 T x MXene电极工程增强的设计氧化还原电解质策略，通过该策略在 2 mV s -1下实现了 788.4 F g -1的创纪录高比电容，并具有良好的倍率与原始 MXene 电极相比，其性能和循环稳定性大大提高。首次将氧化还原电位落在Ti 3 C 2 T x范围内的氧化还原添加剂研究了MXene的潜在范围以及可以充分利用Ti 3 C 2 T x MXene特性的情况。筛选CuSO 4和VOSO 4作为杂化氧化还原添加剂；结果表明，铜离子和钒离子可以与MXene表面的=O端键合，主要通过Cu 2+ /Cu +和V 3+ /V 2+发生氧化还原反应。电极工程通过增强离子动力学和增加电化学活性位点，显着促进了设计的氧化还原电解质策略。功率密度为 376.0 W kg -1时能量密度高达 80.9 Wh kg -1通过应用该策略，所制造的超级电容器获得了高循环稳定性和改善的自放电行为。该策略还被证明可以提高基于 MXene 的柔性超级电容器与水凝胶电解质的性能。
京公网安备 11010802027423号