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摘要
锂离子电容器(LICs)是一种很有前途的储能装置,因为它们同时具有锂离子电池的高能量密度和超级电容器的高功率密度的特点.然而,由于锂离子电容器中阳极和阴极之间电化学反应动力学的不匹配使得探索具有快速离子扩散和电子转移通道的阳极材料面临挑战.在此,通过静电纺丝策略将具有可控末端基团的二维Ti3C2MXene引入一维碳纳米纤维中,形成三维导电网络.在这种Ti3C2MXene和碳基复合材料(称为KTi-400@CNFs)中,二维纳米片结构赋予了Ti3C2MXene更多Li+存储活性位点,而碳骨架则有利于提高复合材料的导电性.更值得一提的是,在Ti3C2MXene和碳骨架的界面上形成了Ti–O–C键.复合材料中的这种化学键为电子的快速传输和离子在层与层之间纵向的快速扩散建立了桥梁.因此,优化后的KTi-400@CNFs复合材料在电流密度为5 A g-1的情况下,500次循环后仍保持235 mA h g-1的良好容量.由KTi-400@CNFs//AC组成的锂离子电容器实现了高能量密度(114.3 W h kg-1)和高功率密度(12.8 kW kg-1).KTi-400@CNFs的这种独特结构和优异的电化学性能为二维材料制备提供了参考.
