近日，材料学院徐斌教授团队在国际知名期刊《Advanced Functional Materials》上发表了题为“Flexible Carbon Dots-Intercalated MXene Film Electrode with Outstanding Volumetric Performance for Supercapacitors”的研究论文。该工作通过“凝胶致密化-碳点插层”策略，构筑了一种兼具高离子可及的活性表面和高密度的超级电容器MXene膜电极。

二维MXene可以通过真空抽滤、刮涂、流延等技术制成柔性薄膜电极用于可穿戴微电子器件，但层间范德华力导致的片层堆积影响了MXene的比容量和倍率性能，这一问题在二维纳米片有序排列的膜电极中尤为严重。构筑三维多孔结构是抑制其片层堆积的有效途径，但三维结构的构筑会不可避免地降低MXene膜的密度，影响其体积性能。研究人员通过海藻酸钙在MXene层间的凝胶化和蒸发干燥，制备了高密度的MXene/海藻酸钙凝胶膜，随后利用高温处理将海藻酸钙形成插层碳点，使得MXene膜兼具高离子可及的活性表面和高密度，进而作为超级电容器电极材料时表现出优异的体积比容量和倍率性能。此外，组装的柔性全固态对称超级电容器可以表现出27.2 Wh L^-1的高体积能量密度（基于电极材料质量计），且在不同弯曲程度及串并联状态下均展现出优异的性能。该工作提出了一种构筑高体积性能MXene基膜电极的新策略，为柔性可穿戴超级电容器的发展提供了思路。

北京化工大学高精尖中心张鹏博士和材料学院硕士毕业生李佳鹏为该工作的共同第一作者，徐斌教授为通讯作者，北京化工大学为唯一完成单位。该工作得到了国家自然科学基金的资助。

【文章详情】

Peng Zhang^#, Jiapeng Li^#, Deyu Yang, Razium Ali Soomro, Bin Xu*, Flexible Carbon Dots-Intercalated MXene Film Electrode with Outstanding Volumetric Performance for Supercapacitors, Advanced Functional Materials.

全文链接：https://doi.org/10.1002/adfm.202209918