在超级电容器MXene混合纤维电极中构建径向通道优化电子/离子传输

尽管具有二维活性纳米材料的柔性纤维超级电容器有望为小型可穿戴电子设备供电，但在纤维电极和电解质之间建立完全接触存在困难，这会导致离子路径极其曲折和离子动力学缓慢，严重限制了其电化学性能。在本研究中，通过水热组装和随后的径向冷冻，在MXene/还原氧化石墨烯/PEDOT:PSS混合纤维电极中构建了许多径向通道，以创建最短的离子扩散路径，并显著提高表面电化学反应的动力学。最佳纤维电极在5 mV s 1时可提供高达475 F g 1的高电容，在1000 mV s 1时可提供366 F g 1的竞争性倍率性能。由纤维电极和离子液体防冻电解质组装而成的柔性纤维超级电容器不仅在80 W kg 1下表现出10.11 W h kg 1的高能量密度，而且在 40 C的超低温下具有70.5%的电容保持率，具有优异的抗寒性。在纤维电极中构建径向通道提供了一种突破性的策略，以改善离子的可及性，并提供快速的离子迁移路径，从而有效提高柔性纤维超级电容器在超低温下的电化学性能。

来源：Tianyu Zhao, Dongzhi Yang, Shu-Meng Hao, Ting Xu, Ming Zhang, Weidong Zhou and Zhong-Zhen Yu，Optimized electron/ion transport by constructing radially oriented channels in MXene hybrid fiber electrodes for high-performance supercapacitors at low temperatures，J. Mater. Chem. A, 2023,11, 1742-1755，https://doi.org/10.1039/D2TA08662J