Nano Energy：异质双金属硫化物@层状Ti3C2Tx-Mxene作为协同电极实现高能量密度水基混合超级电容器

Nanoyu

2022-07-25

水系混合超级电容器（AHSCs）具有长循环稳定性和高功率密度，表现出良好的电化学性能。然而，低能量密度限制了它们商业化的发展。

为了提高能量密度，兰州大学韩卫华教授，Muhammad Sufyan Javed，深圳大学Tayyaba Najam提出了一种将镍钴硫化物（NCS）纳米花嵌入剥离的Ti₃C₂T_x−MXene层中的异质结构复合材料（HS−NCS@MXene）。

文章要点

1）NCS纳米花均匀分散在MXene层内，形成三明治状结构。而HS−NCS@Mxene在三电极体系中表现出显著的赝电容性能。在2.5 A g⁻¹下，容量可达2637 F g⁻¹(1582 C g⁻¹)，循环寿命稳定在10000次以上，容量保持为初始值的96%。此外，研究发现，HS NCS @ MXene复合材料中的电荷存储机制是法拉第和电化学双层存储的结合。

2）研究人员将HS NCS@MXene作为正极，活性炭作为负极(HS NCS@MXene//AC–AHSC)，组装成AHSC。实验结果显示，HS NCS@MXene//AC–AHSC可以在最高1.6 V的电位范围内工作，并在1.5 A g^-1下提供226 F g^-1的高电容，稳定的循环寿命(92%)可达20000次循环。此外，HS NCS@MXene//AC–AHSC还具有80 Wh kg^-1的高能量密度，功率密度为1196 W kg^-1，超过了最近报道的性能。

NCS和MXene的协同效应使HS NCS@MXene复合材料能够为AHSCs提供出色的电化学性能。

参考文献

Muhammad Sufyan Javed, et al, Heterostructured bimetallic–sulfide@layered Ti3C2Tx–MXene as a synergistic electrode to realize high-energy-density aqueous hybrid-supercapacitors, Nano Energy, (2022)

DOI：10.1016/j.nanoen.2022.107624

https://doi.org/10.1016/j.nanoen.2022.107624