1成果简介
纤维状超级电容器（SC）是柔性/可穿戴电子设备的新兴电源，前景广阔，已引起研究人员的广泛关注。然而，低能量密度一直阻碍着它们的进一步发展。本文，安徽大学王佩红教授团队在《Nano Lett》期刊发表名为“One-Step Wet-Spinning of High-Energy Density Coaxial Fibrous Supercapacitors Based on In Situ Carbon-Modified Nitrogen-Doped MXene Nanosheets”的论文，研究通过一步湿法纺丝结合电沉积策略，制造出了同轴纤维状 SC（CFSC）。得益于碳修饰氮掺杂 MXene 纳米片（NS）的大表面积和丰富的孔隙结构，以及银（Ag）NS 的高导电性，电解质离子/电子传输路径得到了显著改善。
此外，在 P（VDF-HFP）分离器中分布的GO可以形成高速连续的离子传输通道，从而提高离子传导性。在功率密度为40-200 μW cm-2 时，CFSC 的能量密度高达 0.7-3.39 μWh cm-2。制备的CFSC还能保持90.3%的出色电容保持率，即使在15 000次充放电循环后也是如此。这项工作为制造高性能、柔性和可穿戴SC提供了一种通用策略。
2图文导读
图1.Ag/CNM@GP@CNM CFSC的制备和表征
图2.MXene@P@MXene CFSC 和 CNM@P@CNM-X CFSC 在 6 M KOH 电解质中的电化学性能比较。
图3.6M KOH电解质中 CNM@P@CNM、Ag/CNM@P@CNM、CNM@GP@CNM 和 Ag/CNM@GP@CNM CFSC 的电化学性能比较。
图4.Ag/CNM@GP@CNM CFSC的电容性能及潜在应用.
3小结
综上所述，采用一步湿法纺丝法和电沉积技术制备了柔性同轴Ag/CNM@GP@CNM CFSC，其中CNM NS、GP 和 Ag NS 分别用作内外电极、隔膜和集流体。由于其褶皱层状结构和高N含量，CNM具有较大的比表面积和丰富的电化学活性位点，可以显著提高器件的电化学性能。GP隔膜和Ag NS收集器为CFSC提供了快速的离子传输通道和电荷转移能力，进一步增强了其电化学性能。与以前报道的大多数纤维状SCs相比，CFSC显示出出色的能量密度。此外，该设备还具有出色的机械性能，即使在以各种角度弯曲后也能保持性能。此外，制备好的CFSCs和柔性太阳能电池可以组合成一个灵活的自供电系统，能够为电子手表长时间供电。这项工作为制造具有高性能和卓越灵活性的纤维状SCs提供了一种实用的方法。
文献：
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