碳化钛/椴木多孔碳复合材料用于超级电容器性能的研究(英文)  被引量:3

Ti3C2Tx/Wood Carbon as High-areal-capacity Electrodes for Supercapacitors

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作  者:李腾飞 黄璐君 闫旭东 刘庆雷[1] 顾佳俊[1] LI Teng-Fei;HUANG Lu-Jun;YAN Xu-Dong;LIU Qing-Lei;GU Jia-Jun(State Key Laboratory of Metal Matrix Composites,School of Materials Science and Engineering,Shanghai Jiao Tong University,Shanghai 200240,China)

机构地区:[1]上海交通大学材料科学与工程学院金属基复合材料国家重点实验室

出  处:《无机材料学报》2020年第1期126-130,共5页Journal of Inorganic Materials

基  金:National Natural Science Foundation of China(51672175,51772187,51572169,51271116)

摘  要:碳化钛作为一种新兴的层状二维材料具有一些独特的物理化学性质,近年来引起了科研工作者广泛的注意。它是由化学选择性刻蚀的方法获得,在电化学如锂电池,超级电容器等领域展现出极好的应用前景。目前研究中碳化钛的电极往往活性物质负载量较低,导致面容量不佳,从而限制了其在大规模生产中的应用。本工作受自然界中椴木结构的启发,利用其多孔道、孔道弯曲度低、导电性好、低价环保等特点,将碳化钛与椴木活性炭复合,获得了一种具有高面电容且稳定的超级电容器,该电容器在2 mV/s的扫速下具有1983 mF/cm^2的面容量,同时活性材料负载量可以达到17.9 mg/cm^2。本研究为后续利用自然界构型材料与功能材料的复合提供了一定的借鉴。MXenes—two-dimensional(2D)compounds generated from layered bulk materials,have attracted significant attention in energy storage fields.However,low mass loading of MXenes results in low areal capacity and impedes the practical use of MXenes electrodes.Inspired by natural basswood,an ideal architecture with natural,three-dimensionally(3D)aligned open microchannels was developed for high Ti3C2Tx mass loading.Compared with reported Ti3C2Tx electrode structure,the 3D porous carbon matrix has several advantages including low tortuosity,high conductivity and good structure stability.The Ti3C2Tx assembled with the wood carbon can deliver a high areal capacity of 1983 mF/cm^2 at 2 mV/s with a high Ti3C2Tx mass loading of 17.9 mg/cm^2 when used as electrode for supercapacitors.This work provides a new strategy to develop 3D porous electrodes for MXenes,which can achieve high areal capacity.

关 键 词:碳化钛 椴木活性炭 超级电容器 面电容 

分 类 号:TQ174[化学工程—陶瓷工业]

 

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