具有自修复功能的Ti3C2Tx MXenes增强PAA/CS水凝胶作为柔性超级电容器电极

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轻质、薄且可拉伸的柔性微电子器件已成为研究人员面临的新挑战。为了给这些整合器件提供能源,有必要将储能器件设计成柔性和可伸缩的结构。本论文采用两步法制备了双物理交联聚丙烯酸/壳聚糖/Ti3C2Tx(PCT)导电水凝胶柔性电极。三维(3D)连续多孔结构为电子和离子在电极-电解质界面的传输提供了通道。Ti3C2Tx独特的二维层状结构使水凝胶电极能够承受相当大的压力,变形而不断裂,并具有优异的拉伸性能。如果仅引入重量百分比为0.31的Ti3C2Tx,柔性电极表现出0.083MPa的优异拉伸强度,拉伸应变可达158.63%,并且在损伤后具有显著的自愈合特性。在电化学充放电测试中,即使2000次循环后的电容保持率低至64.24%,在0.5mA/g的电流密度下也可获得291.8mF/g的最大比容量。这为无粘合剂、无毒和微型柔性储能器件提供了研发策略。