基于原位碳修饰氮掺杂MXene纳米片的高能量密度同轴纤维超级电容器

主要观点总结

本文介绍了一种采用一步湿法纺丝结合电沉积技术制备的柔性同轴纤维超级电容器（CFSC）。该电容器具有高能量密度和出色的电化学性能，能够满足实际应用的需求。文章详细描述了制备过程、材料选择、性能表征以及潜在应用。

关键观点总结

关键观点1: 研究背景

发展绿色高效的储能技术是实现碳中和战略目标的关键，纤维超级电容器因其结构紧凑、耐磨性和安全性而备受关注。然而，具有同轴结构的纤维SC的制备复杂且结构易损坏，降低了SC的性能。为了解决这个问题，研究者们尝试采用各种方法制备高性能的CFSC。

关键观点2: 工作介绍

安徽大学王佩红/何稳老师团队与合肥工业大学张琪副研究员合作，通过一步湿法纺丝结合电沉积策略，成功制备了高性能的CFSC。该电容器在功率密度为40-200 μW cm-2时，能量密度高达0.7-3.39 μWh cm-2。

关键观点3: 材料选择与制备

活性电极材料选用原位碳修饰氮掺杂MXene (CNM)纳米片，隔膜选用GO/P(VDF-HFP)（GP），并通过电沉积技术制备外层集流体。采用三通道同轴纺丝针制备器件，将CNM浆液连接到内层和外层通道制备活性电极，将GP溶液连接到中间层通道制备分离器。

关键观点4: 性能表征

该CFSC具有优异的电化学性能，包括高的能量密度、良好的倍率性能、出色的柔韧性以及稳定的循环性能。此外，该设备还可以与柔性商用太阳能电池组合，形成一个灵活的自供电系统。

关键观点5: 潜在应用

制备好的CFSCs可以串联和并联组合，以提供更高的工作电压和更大的输出电流。此外，它们还可以应用于电子手表等可穿戴设备中，为其提供长时间供电。

文章预览

【研究背景】 发展绿色高效的储能技术是实现碳中和战略目标的关键。纤维超级电容器(SCs)由于其结构紧凑、耐磨性和安全性而引起了人们的极大兴趣。迄今为止，纤维SCs的结构设计已经得到了系统的研究，包括各种平行和扭曲结构。然而，具有上述结构的纤维SC的制备是复杂的。此外，在实际使用过程中，结构容易损坏，从而大大降低了SC的性能。 与上述两种结构相比，同轴结构将隔膜置于内外电极之间，使器件结构更紧凑，抗应力性更高。研究者已利用浸涂法，湿法纺丝结合喷涂技术等成功制备了同轴纤维超级电容器(CFSC)。然而述大多数方法都存在工艺复杂、成本高的缺点，不适合大规模的商业应用。因此，制备高性能CFSC仍然是一个相当大的挑战。 【工作介绍】 近日，安徽大学王佩红/何稳老师团队与合肥工业大学张琪副研究员合作发表了题 ………………………………