半胱氨酸改性Ti₃C₂Tₓ电极

层间距扩至1.51 nm

利用半胱氨酸与表面‒OH的共价键合稳定层结构并扩大层间距，从而增强离子液体电解质中离子可接近性，实现高能量密度赝电容器。

石虎 · Mengyao, Ma · Yue, Sun · Miaomiao, Cui · 钱阿妞

Advanced Functional Materials 2024

参数信息

层间距

1.51 nm

比电容

279 F g⁻¹

器件电压

2.9 V

能量密度

72.1 Wh kg⁻¹

功率密度

874 W kg⁻¹

技术优势

层间距扩大一倍多

半胱氨酸与‒OH共价键合后平躺于层间，将层间距扩至1.51 nm，是纯Ti₃C₂Tₓ的2.16倍，为离子传输提供更宽敞通道。

比电容提升

在EMITFSI/乙腈电解液中，改性电极比电容达279 F g⁻¹，得益于层间距扩大与亲水性改善，离子可接近性提高。

器件能量密度高

组装的非对称柔性器件在874 W kg⁻¹功率密度下能量密度达72.1 Wh kg⁻¹，电压窗口2.9 V，可驱动柔性电子器件。

应用场景

• 超级电容器：在离子液体电解质中实现高能量密度，提升超级电容器实用价值。
• 柔性储能器件：可弯曲90°仍能驱动柔性电子，适合可穿戴和柔性设备。
• 锂离子混合电容器：高电压窗口（2.9 V）与高能量密度，匹配混合电容器需求。
• 轨道交通储能：高功率密度（874 W kg⁻¹）支持轨道交通制动能量回收。