阳离子辅助自组装制备二维Ti3C2Tx/rGO复合纳米材料及其在高性能锂离子电容器中的应用(英文)

作者：易莎; 王磊; 张熊^*; 李晨; 刘文杰; 王凯; 孙现众; 徐亚楠; 杨占旭; 曹宇; 孙洁^*; 马衍伟^*

来源：Science Bulletin, 2021, 66(09): 914-924.

二维(2D)材料MXenes由于具有金属导电性以及种类丰富的表面终止基团,在储能材料领域得到广泛研究. MXenes片层之间存在空隙,能够提供快速的离子传输通道,实现高倍率性能,并且进一步剥离的MXenes能够提供更多的离子储存位点.然而,剥离的MXenes纳米片存在着严重的重新堆叠情况,导致电化学性能降低.为了解决该问题,本文提出了一种借助四丁基铵离子(TBA+)修饰,使均带负电的剥离Ti3C2Tx(MXenes)和氧化石墨烯(GO)纳米片通过静电自组装再退火的策略,制备结构稳定的Ti3C2Tx/rGO复合纳米材料.Ti3C2Tx与rGO纳米片以面对面的结构排布,分散均匀且能够缓解MXenes纳米片重新堆叠的情况,增大了电极材料的电化学活性面积,因此能够提供高的可逆比容量(1394 mAh g-1)和优越的倍率性能.同时与活性碳作为正极组装成锂离子电容器,能量密度最高可达145 Wh kg-1,循环5000次后的容量保持率>80%,充分证明了Ti3C2Tx/rGO作为锂离子电容器电极材料的潜力.

• 单位
  郑州大学; 中国科学院大学; 天津大学