[논문]Vacuum-filtration assisted layer-by-layer strategy to design MXene/carbon nanotubeMnO2 all-in-one supercapacitors

Huang, Ya-Li; Bian, Shao-Wei

doi:10.1039/d1ta06089a

[해외논문] Vacuum-filtration assisted layer-by-layer strategy to design MXene/carbon nanotubeMnO2 all-in-one supercapacitors

Journal of materials chemistry. A, Materials for energy and sustainability, v.9 no.37, 2021년, pp.21347 - 21356

Huang, Ya-Li (National Engineering Research Center for Dyeing and Finishing of Textiles, College of Chemistry, Chemical Engineering and Biotechnology, Donghua University, Shanghai 201620, China) , Bian, Shao-Wei (National Engineering Research Center for Dyeing and Finishing of Textiles, College of Chemistry, Chemical Engineering and Biotechnology, Donghua University, Shanghai 201620, China)

Abstract ▼ AI-Helper

Constructing intelligent clothing through integrating flexible and wearable electronics in daily clothing has raised the demand for flexible supercapacitors with high energy storage, small thickness and mechanical durability. Herein, a vacuum-filtration assisted layer-by-layer strategy is developed to prepare MXene-based flexible all-in-one supercapacitors. The MXene/carbon nanotube@MnO2 composite film electrode is firstly synthesized by embedding the carbon nanotube@MnO2 nanosheet composite into the interlayer of MXene films. This electrode structure blocks the restacking of MXene nanosheets, leading to a large ion-accessible surface area and efficient ion diffusion pathways. Moreover, the synergistic cooperation of MXene nanosheets and carbon nanotubes forms a 3D conductive network, which avoids the negative influence of MnO2 on the electronic conductivity of electrodes, ensuring a rapid electron transport rate. Benefitting from these advantages, the MXene/carbon nanotube@MnO2 composite film shows a high specific capacity of 221 F g−1, good cycling stability and flexibility. The assembled all-in-one flexible supercapacitor device exhibits a high volumetric energy density and power density of 24.5 mW h cm−3 and 2.5 W cm−3, respectively.

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