Opening MXene Ion Transport Channels by Intercalating PANI Nanoparticles from the Self-Assembly Approach for High Volumetric and Areal Energy Density Supercapacitors

材料科学 超级电容器 电容 聚苯胺 堆积 纳米颗粒 纳米技术 化学工程 导电体 储能 光电子学 复合材料 电极 聚合物 物理化学 工程类 功率(物理) 物理 化学 量子力学 核磁共振 聚合
作者
Xue Wang,Yuanming Wang,Dongdong Liu,Xiaolong Li,Huanhao Xiao,Yu Ma,Ming Xu,Guohui Yuan,Gairong Chen
出处
期刊:ACS Applied Materials & Interfaces [American Chemical Society]
卷期号:13 (26): 30633-30642 被引量:97
标识
DOI:10.1021/acsami.1c06934
摘要

Two-dimensional (2D) MXene materials have attracted great attention as advanced energy storage devices. A Ti3C2 MXene film can be used as a high-performance electrode material for flexible supercapacitors owing to its high specific capacitance, excellent conductivity, and remarkable flexibility. Unfortunately, self-stacking of MXene nanosheets makes them hard to balance the volumetric and areal capacitance performance. Herein, high conductive polyaniline nanoparticles (PANI NPs, ∼10 nm) are proposed as intercalators to regulate the MXene nanosheet interlayer by the self-assembly method. Interlayered PANI NPs not only restrain MXene self-stacking but also enable more ion transport routes, and conductive PANI NPs filled in MXene interlayer are in the form of nanoparticles that can build interconnected conductive channels. Meanwhile, PANI NPs slightly changes the thickness of the MX/PANI NPs hybrid film, thus bringing a high volumetric capacitance. As a result, the freestanding MX/PANI NPs-10% electrode displays an excellent areal capacitance of 1885 mF cm–2 (377 F g–1), meanwhile maintains a high volumetric capacitance of 873 F cm–3 even when the load of MXene reaches 5 mg cm–2. Moreover, the symmetric supercapacitor assembled by MX/PANI NPs hybrid film demonstrates high areal energy density (90.3 μWh cm–2) and volumetric energy density (20.9 Wh L–1) compared to MXene-based symmetric supercapacitors reported in the literature. This rational design balancing areal and volumetric energy densities provides another approach for solving the inherent problems of MXene and further exploiting MXene materials toward application in advanced energy storage devices.
最长约 10秒,即可获得该文献文件

科研通智能强力驱动
Strongly Powered by AbleSci AI
更新
PDF的下载单位、IP信息已删除 (2025-6-4)

科研通是完全免费的文献互助平台,具备全网最快的应助速度,最高的求助完成率。 对每一个文献求助,科研通都将尽心尽力,给求助人一个满意的交代。
建议保存本图,每天支付宝扫一扫(相册选取)领红包
实时播报
子焱完成签到 ,获得积分10
刚刚
dongqing12311完成签到,获得积分10
2秒前
FashionBoy应助哭泣的鞋子采纳,获得10
3秒前
5秒前
和谐砖家发布了新的文献求助20
5秒前
5秒前
科目三应助VDC采纳,获得10
5秒前
廿二完成签到 ,获得积分10
7秒前
suee发布了新的文献求助10
7秒前
8秒前
妤懿完成签到 ,获得积分10
8秒前
11秒前
11秒前
588发布了新的文献求助10
11秒前
三杠发布了新的文献求助10
11秒前
12秒前
李小晴天发布了新的文献求助10
14秒前
刘雪磊完成签到,获得积分20
15秒前
15秒前
SciGPT应助nwds采纳,获得10
16秒前
咦yiyi发布了新的文献求助100
18秒前
18秒前
大模型应助坚定灭绝采纳,获得10
19秒前
aaa发布了新的文献求助10
21秒前
自然雁风完成签到,获得积分10
22秒前
我是老大应助百事可乐采纳,获得10
23秒前
健忘捕发布了新的文献求助10
23秒前
Liu_cx完成签到,获得积分10
24秒前
26秒前
27秒前
林新宇完成签到,获得积分10
27秒前
27秒前
OYYO发布了新的文献求助30
27秒前
科研小新发布了新的文献求助10
28秒前
28秒前
29秒前
30秒前
李小颜完成签到,获得积分10
33秒前
李健的小迷弟应助东哥采纳,获得10
33秒前
33秒前
高分求助中
Learning and Memory: A Comprehensive Reference 2000
Predation in the Hymenoptera: An Evolutionary Perspective 1800
List of 1,091 Public Pension Profiles by Region 1541
The Jasper Project 800
Holistic Discourse Analysis 600
Beyond the sentence: discourse and sentential form / edited by Jessica R. Wirth 600
Binary Alloy Phase Diagrams, 2nd Edition 600
热门求助领域 (近24小时)
化学 材料科学 医学 生物 工程类 有机化学 生物化学 物理 纳米技术 计算机科学 内科学 化学工程 复合材料 物理化学 基因 遗传学 催化作用 冶金 量子力学 光电子学
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 5502002
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 4598010
关于积分的说明 14462250
捐赠科研通 4531639
什么是DOI,文献DOI怎么找? 2483444
邀请新用户注册赠送积分活动 1466888
关于科研通互助平台的介绍 1439496