全氧功能化MXene

−70 °C 仍快充

几乎全部表面位点被氧占据的导电Ti₃C₂，以超高密度氧化还原活性位点同时实现超高比电容与宽温域快速充放电，并保持结构化学稳定。

徐江 · Longchamps, Ryan Sheldon · 王曦 · Hu, Bingqing · Xude, Li · Wang, Shijian · Li L. · Yaokai, Gu · Cao, Xiaoting · 袁宁一 · Ge, Shanhai · Wang Guoxiu · Jianning, Ding

Advanced Functional Materials 2024

参数信息

体积比电容

3182 F cm⁻³

电位窗口

0.85 V

技术优势

几乎全是活性位点

亲核取代和原位氧化使表面几乎全部被氧占据，形成超高密度Ti─O/═O氧化还原活性位点，从而接近过渡金属氧化物的理论容量。

宽温域快充

在−70至60°C的温度范围内均可在数十秒内完成充放电，使该电极适用于极端环境下的储能设备。

循环中结构稳定

材料具有出色的结构和化学稳定性，在高密度活性位点下仍能维持长期循环。

应用场景

• 高比能超级电容器：以超高比电容同时提升能量与功率，替代低能量密度的传统炭基电容。
• 宽温域储能器件：在−70至60°C保持数十秒充放电，适合极地、太空等极端环境电源。
• 锂离子混合电容器：兼具高电容与稳定结构，可提升混合电容器中电容型电极的容量。
• 柔性储能器件：导电MXene片层可组装柔性电极，宽温域性能适合可穿戴设备。
• 电磁屏蔽涂层：MXene本身高导电，可作为电磁屏蔽涂层的功能填料。