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Flexible Superkondensatoren mit hoher mechanischer Festigkeit, ausgezeichneter Flexibilität und hoher Leistung sind sehr gefragt, um den wachsenden Anforderungen der flexiblen Elektronik zu entsprechen. Dennoch bleibt der Kompromiss zwischen mechanischen und elektrochemischen Eigenschaften herausfordernd. In diesem Zusammenhang wurde ein oberflächenengineering-Ansatz vorgeschlagen, um Polylactid (PLA)/Polyanilin (PANI)/MXene-Film (PPM)-Elektroden für flexible Superkondensatoranwendungen zu konstruieren. In der PPM-Elektrode diente das poröse PLA, das aus der nichtlösungsmittelinduzierten Phasentrennungsmethode hergestellt wurde, als ideales flexibles Substrat, das hervorragende Flexibilität und hohe mechanische Festigkeit bietet, während PANI als Bindemittel die interfaciale Festigkeit zwischen PLA und dem elektroaktiven MXene, das fest verankert und durch eine einfache Schicht-für-Schicht-Tauchbeschichtung auf PLA abgeschieden wurde, verbesserte. Die Zugfestigkeit beim Bruch, die Dehnung beim Bruch und die Zähigkeit von PPM betragen 53,09 MPa, 11,09 % und 4,12 MJ/m³ und sind damit viel höher als die von reinem MXene (29,36 MPa, 4,62 % und 0,75 MJ/m³). Bei einer optimalen Massenbeladungsdichte von 3 mg cm−2 für MXene erreichte die hergestellte PPM3-Film-Elektrode eine hohe spezifische Kapazität von 290,8 F g−1 bei einer Stromdichte von 1 A g−1 im Drei-Elektroden-Setup, etwa 1,5-mal so hoch wie die 190,8 F g−1 für reines MXene. In der Zwischenzeit liefert der symmetrische All-Solid-State-Superkondensator auf Basis von PPM3-Film-Elektroden eine hohe spezifische Kapazität von 193,7 F g−1 bei einer Stromdichte von 0,25 A g−1, mit einer entsprechenden hohen Energiedichte von 9,3 Wh kg−1 bei einer Leistungsdichte von 291,3 W kg−1. Der SC behält 86 % seiner ursprünglichen Kapazität, auch wenn er auf 120 ° gebogen ist, und besitzt auch eine ausgezeichnete Brandschutzfähigkeit, was sein großes Potenzial für flexible und sichere tragbare Elektronik demonstriert.
Li et al. (Fri,) untersuchten diese Frage.