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Two‐Dimensional Titanium Carbide MXene as a Capacitor‐Type Electrode for Rechargeable Aqueous Li‐Ion and Na‐Ion Capacitor Batteries
ChemElectroChem ( IF 3.5 ) Pub Date : 2017-08-24 , DOI: 10.1002/celc.201700523 Kai Zhu 1 , Hongyu Zhang 1 , Ke Ye 1 , Wenbin Zhao 1 , Jun Yan 1 , Kui Cheng 1 , Guiling Wang 1 , Baofeng Yang 2 , Dianxue Cao 1
ChemElectroChem ( IF 3.5 ) Pub Date : 2017-08-24 , DOI: 10.1002/celc.201700523 Kai Zhu 1 , Hongyu Zhang 1 , Ke Ye 1 , Wenbin Zhao 1 , Jun Yan 1 , Kui Cheng 1 , Guiling Wang 1 , Baofeng Yang 2 , Dianxue Cao 1
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To bridge the gap of the alkali‐metal‐ion (Li or Na) batteries and supercapacitors, hybrid devices called capacitor batteries are being designed, which are adaptive for large‐scale energy‐storage systems. Two‐dimensional transition‐metal carbide materials (MXene) with high electronic conductivities have become capable electrode materials for supercapacitors. Herein, Ti3C2Tx synthesized by selectively etching the Al layer from the Ti3AlC2 presents a remarkable electrochemical performance as an electrode material for the supercapacitor with Li2SO4 or Na2SO4 aqueous electrolyte. It displays a capacitance of 243 F g−1 at a low current density of 100 mA g−1 with a capacitance retention of 95 % in the Li2SO4 electrolyte, and a capacitance of 150 F g−1 at a low current density of 200 mA g−1 with a capacitance retention of 95 % in the Na2SO4 electrolyte, which shows its potential application for capacitor batteries. Moreover, the LiMn2O4//Ti3C2Tx Li‐ion capacitor battery and MnO2//Ti3C2Tx Na‐ion capacitor battery are designed and assembled for the first time. Such rechargeable aqueous capacitor batteries display capable capacities, remarkable rate abilities, and excellent cycling performances, which further demonstrates that Ti3C2Tx is an outstanding capacitor‐type electrode material for capacitor batteries.
中文翻译：
二维碳化钛MXene作为可充电锂离子和钠离子充电电池的电容器型电极
为了弥合碱金属离子（Li或Na）电池和超级电容器之间的差距，正在设计一种称为电容器电池的混合设备，它们适用于大规模储能系统。具有高电子电导率的二维过渡金属碳化物材料（MXene）已成为超级电容器的有效电极材料。在此，通过从Ti 3 AlC 2选择性地蚀刻Al层而合成的Ti 3 C 2 T x作为具有Li 2 SO 4或Na 2 SO 4的超级电容器的电极材料，表现出显着的电化学性能。水性电解质。它在100 mA g -1的低电流密度下显示243 F g -1的电容，在Li 2 SO 4电解质中的电容保留率为95％，在低电流密度下显示150 F g -1的电容在Na 2 SO 4电解质中具有200 mA g -1的电容量和95％的电容保持率，这表明其在电容器电池中的潜在应用。此外，LiMn 2 O 4 // Ti 3 C 2 T x锂离子电容器电池和MnO 2 // Ti 3 C 2T x Na-ion电容器电池是首次设计和组装。此类可充电水性电容器电池具有强大的容量，出色的倍率能力和出色的循环性能，这进一步证明Ti 3 C 2 T x是一种出色的电容器电池电容器型电极材料。
更新日期：2017-08-24
中文翻译：
二维碳化钛MXene作为可充电锂离子和钠离子充电电池的电容器型电极
为了弥合碱金属离子（Li或Na）电池和超级电容器之间的差距，正在设计一种称为电容器电池的混合设备，它们适用于大规模储能系统。具有高电子电导率的二维过渡金属碳化物材料（MXene）已成为超级电容器的有效电极材料。在此，通过从Ti 3 AlC 2选择性地蚀刻Al层而合成的Ti 3 C 2 T x作为具有Li 2 SO 4或Na 2 SO 4的超级电容器的电极材料，表现出显着的电化学性能。水性电解质。它在100 mA g -1的低电流密度下显示243 F g -1的电容，在Li 2 SO 4电解质中的电容保留率为95％，在低电流密度下显示150 F g -1的电容在Na 2 SO 4电解质中具有200 mA g -1的电容量和95％的电容保持率，这表明其在电容器电池中的潜在应用。此外，LiMn 2 O 4 // Ti 3 C 2 T x锂离子电容器电池和MnO 2 // Ti 3 C 2T x Na-ion电容器电池是首次设计和组装。此类可充电水性电容器电池具有强大的容量，出色的倍率能力和出色的循环性能，这进一步证明Ti 3 C 2 T x是一种出色的电容器电池电容器型电极材料。
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