三维多级孔MXene气凝胶

万次循环保持96%

横跨微孔-介孔-大孔的多级孔结构抑制了MXene片层堆叠，充分暴露活性位点并缩短离子传输路径，兼顾高容量与高倍率性能。

Ji, Peilong · Li, Liu · Yi, Deng · Luo, Yan · Yinghan, Cao · Li, Bingke · Wu, Keliang · Dong, Xuejun · 刘志勇 · Tai, Yanlong

Journal of Energy Storage 2024

具体参数

比电容

{'zh': '378.8', 'en': '378.8'} F g⁻¹

比电容

{'zh': '391.2', 'en': '391.2'} F g⁻¹

倍率性能（容量保持率）

{'zh': '76.7', 'en': '76.7'} %

循环保持率

{'zh': '95.88', 'en': '95.88'} %

能量密度

{'zh': '13.42', 'en': '13.42'} Wh kg⁻¹

技术优势

片层堆叠被抑制

多级孔结构中的介孔和大孔物理分隔片层，不依赖化学改性或添加剂，从几何上避免重新堆叠。

离子传输更快

微孔-介孔-大孔的贯通网络提供连续传输通道，缩短扩散距离，使倍率性能达到76.7%容量保持（1 V s⁻¹ vs 2 mV s⁻¹）。

柔性器件可直接用

气凝胶形态便于涂覆在碳布等柔性基底上，所组装的对称超级电容器无需预煅烧或复杂的柔性化改造。

应用场景

• 柔性超级电容器：多级孔气凝胶涂覆于碳布即可组装柔性对称器件，无需额外造孔或粘结剂优化。
• MXene储能电极：通过三维孔结构设计替代传统二维片层堆积的MXene电极，实现高容量与高倍率。
• 柔性电子器件：可直接涂覆在柔性基底上，为柔性电子设备提供无需结构改性的储能单元。
• 高性能储能系统：兼具高能量密度与优异的倍率/循环性能，可提升储能系统在快速充放电场景的表现。