氮掺杂三维MXene水凝胶

高负载不塌

通过尿素辅助水热与抗坏血酸保护，同时去除惰性-F并引入-N活性位点，抑制氧化，使电极在商业级负载下仍保持高倍率与长循环。

郑伟 · Zhang, Mutian · 刘向 · Miao, Zeng · Feng, Hanchen · 扬李 · 张培根 · 应国兵 · Sun ZhengMing

Small 2026

参数信息

比电容

597 F g⁻¹

电容保持率（50 A g⁻¹）

69.66 %

电容保持率（vs. 氮掺杂MXene）

69.66 %

电容保持率（超高负载）

44.50 %

超高负载下比电容（1 A g⁻¹）

564 F g⁻¹

超高负载下比电容（20 A g⁻¹）

251 F g⁻¹

技术优势

高负载不塌

在10.97 mg cm⁻²的负载下仍保持597 F g⁻¹的比电容，50 A g⁻¹时容量保持率69.66%，远优于未改性样品。

倍率提升明显

优化的MXene在50 A g⁻¹下电容保持率69.66%，相比原始MXene的23.44%提高近2倍。

超高负载仍可用

在108.64 mg cm⁻²的超高负载下，1–20 A g⁻¹电容保持率仍达44.50%。

一步引入氮活性位

尿素辅助水热法在去除惰性-F的同时引入-N活性位，无需额外掺杂步骤。

应用场景

• 超级电容器：获得高负载下仍保持高比电容和倍率的电极材料，缩短商业化差距。
• 柔性储能器件：3D水凝胶结构可弯折且机械稳定，适合柔性储能器件的电极。
• 高功率储能：50 A g⁻¹下保持69.66%容量，满足高功率充放电需求。
• 柔性电子：可集成到柔性电子器件中作为轻质储能单元。