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Implementation of High-Capacity 3D Ti3C2TX MXene Supercapacitors with Terminal Group Modification
ACS Applied Materials & Interfaces ( IF 8.3 ) Pub Date : 2023-10-25 , DOI: 10.1021/acsami.3c11395 Zemao Xiao 1, 2 , Kaisheng Sun 1 , Yang Zheng 1 , Jianxiang Pang 1 , Tiantian Gu 1 , Wenwen Kong 2 , Long Chen 1
ACS Applied Materials & Interfaces ( IF 8.3 ) Pub Date : 2023-10-25 , DOI: 10.1021/acsami.3c11395 Zemao Xiao 1, 2 , Kaisheng Sun 1 , Yang Zheng 1 , Jianxiang Pang 1 , Tiantian Gu 1 , Wenwen Kong 2 , Long Chen 1
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MXene is a highly latent capacity electrode material for supercapacitors, but its capacity limits its development. Herein, we have constructed an independently cross-linked three-dimensional (3D) Ti3C2TX MXene film (Zn-A-MXene) with a hydroxylation surface through a zinc ion (Zn2+) and NaOH. The alkalization of NaOH is used to replace the –F functional group that is not conducive to electrochemical reactions and cross-link the MXene nanosheets through the electrostatic interaction of zinc ions. The synergistic effect can greatly improve the effective area of the electrode, the accessibility of the electrolyte, and the specific capacitance. The 3D Zn-A-MXene films exhibit an extremely high capacity (465.1 F g–1 at 1 A g–1). The all-solid-state flexible supercapacitor assembled using a 3D Zn-A-MXene thin film also has a high energy density of 9.55 Wh kg at a power density of 603.16 W kg. After 5000 cycles, the flexible supercapacitor still has 81.25% of its initial capacity, demonstrating good cycling stability. This work furnishes the innovative idea for constructing high-capacity MXene flexible supercapacitors.
中文翻译：
通过端子组修改实现高容量 3D Ti3C2TX MXene 超级电容器
MXene是一种高潜力的超级电容器电极材料，但其容量限制了其发展。在此，我们通过锌离子（Zn 2+ ）和NaOH构建了具有羟基化表面的独立交联的三维（3D）Ti 3 C 2 T X MXene薄膜（Zn-A-MXene） 。利用NaOH的碱化作用来取代不利于电化学反应的-F官能团，并通过锌离子的静电相互作用使MXene纳米片交联。协同效应可以大大提高电极的有效面积、电解液的可达性以及比电容。3D Zn-A-MXene 薄膜表现出极高的容量（1 A g –1 时为465.1 F g –1）。使用3D Zn-A-MXene薄膜组装的全固态柔性超级电容器还具有9.55 Wh kg的高能量密度和603.16 W kg的功率密度。经过5000次循环后，柔性超级电容器仍具有初始容量的81.25%，表现出良好的循环稳定性。这项工作为构建高容量 MXene 柔性超级电容器提供了创新思路。
更新日期：2023-10-25
中文翻译：
通过端子组修改实现高容量 3D Ti3C2TX MXene 超级电容器
MXene是一种高潜力的超级电容器电极材料，但其容量限制了其发展。在此，我们通过锌离子（Zn 2+ ）和NaOH构建了具有羟基化表面的独立交联的三维（3D）Ti 3 C 2 T X MXene薄膜（Zn-A-MXene） 。利用NaOH的碱化作用来取代不利于电化学反应的-F官能团，并通过锌离子的静电相互作用使MXene纳米片交联。协同效应可以大大提高电极的有效面积、电解液的可达性以及比电容。3D Zn-A-MXene 薄膜表现出极高的容量（1 A g –1 时为465.1 F g –1）。使用3D Zn-A-MXene薄膜组装的全固态柔性超级电容器还具有9.55 Wh kg的高能量密度和603.16 W kg的功率密度。经过5000次循环后，柔性超级电容器仍具有初始容量的81.25%，表现出良好的循环稳定性。这项工作为构建高容量 MXene 柔性超级电容器提供了创新思路。
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