可伸縮電子設(shè)備的發(fā)展需要發(fā)明兼容的高性能電源，例如可伸縮超級電容器和電池。在這項工作中，通過制造具有還原氧化石墨烯（RGO）的堅固、可拉伸的高性能超級電容器來創(chuàng)建復(fù)合電極，正在探索用于柔性和印刷儲能設(shè)備的二維（2D）碳化鈦（Ti
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x）MXene。Ti
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x/RGO復(fù)合電極結(jié)合了Ti
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x的優(yōu)異電化學(xué)和機械性能，以及由于強大的納米片相互作用，較大的納米薄片尺寸和機械柔韌性而產(chǎn)生RGO的機械穩(wěn)定性。發(fā)現(xiàn)摻入了50wt.％RGO的Ti
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x/RGO復(fù)合電極減輕了在大應(yīng)變下產(chǎn)生的裂紋。復(fù)合電極在承受單軸（300％）或雙軸（200％×200％）循環(huán)應(yīng)變時表現(xiàn)出49 mF/cm
2（約490 F/cm
3和約140 F/g）的大電容，并具有良好的電化學(xué)和機械穩(wěn)定性。組裝后的對稱超級電容器的比電容為18.6 mF/cm
2（約90 F/cm
3和約29 F/g），可拉伸性高達300％。
Figure 1. 可拉伸Ti
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x MXene/RGO復(fù)合電極的制備和表征。
Figure 2. 具有不同百分比RGO的Ti
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x MXene/RGO復(fù)合膜的機械和電氣特性。
Figure 3. 可拉伸Ti
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x/RGO電極和純Ti
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x MXene電極的電化學(xué)性能。
Figure 4. 雙軸可拉伸Ti
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x MXene/RGO復(fù)合超級電容器電極的電化學(xué)性能。
Figure 5. 具有可拉伸Ti
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x MXene/RGO復(fù)合電極和硫酸聚(乙烯醇)（H
2SO
4/PVA）凝膠電解質(zhì)的可拉伸超級電容器的電化學(xué)性能。
相關(guān)研究成果于2020年由杜克大學(xué)Jeffrey T. Glass課題組和密西根州立大學(xué)Changyong Cao課題組，發(fā)表在ACS Nano（doi.org/10.1021/acsnano.9b10066）上。原文：Ti
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x MXene-Reduced Graphene Oxide Composite Electrodes for Stretchable Supercapacitors。
轉(zhuǎn)自《石墨烯雜志》公眾號：
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