西南交通大学张海涛研究员ACS Energy Letters：超级电容器离子积聚新现象

本文由西南交通大学张海涛研究员等人发表在ACS Energy Letters上，主要研究了Ti3C2Tx-MXene电化学性能与电势窗的关系。研究背景指出，提升电压窗口是发展高能量密度超级电容器的关键，但MXene基超级电容器在电压窗口提升时会发生严重的极化现象，导致MXene氧化失效。研究目的是通过原位与非原位的光谱分析及电化学动力学场模拟，揭示高电势离子积聚机制。研究结果表明，在高极化电势窗下，电解质离子主要积聚在过厚的堆叠电极边缘，只有少量离子自由穿梭。基于这一发现，作者开发了一种转移雕刻法，构建了自由离子穿梭的超薄MXene基超级电容器，实现了电压窗口提升100%和45.7 mWh cm-3的高能量密度。结论部分提出了离子积聚理论，揭示了高正电势窗内MXene极化失效的机制，并展示了通过转移雕刻法制备的超薄MXene基超级电容器的优异性能。