金属阳离子预插层Ti3C2Tx MXene作为水性超级电容器的超高面积电容电极

二维过渡金属碳化物和氮化物“MXenes”在电化学储能系统中作为电极材料展示了巨大的潜力。这一点在层间剥离的Ti3C2Tx中尤为明显，其已经表现出优异的比电容和体积电容，但面积电容受到厚度的限制（仅几微米）。然而，多层Ti3C2Tx的性能则相对温和。在此，我们报道了使用金属阳离子（即Na+、K+和Mg2+）预插层多层Ti3C2Tx作为水性超级电容器的电极。这些电极具有可扩展性，并且适合卷对卷制造，面积负载可调在5.2到20.1 mg/cm2之间。K–Ti3C2Tx在不同扫描速率下表现出最高的电容。多层K–Ti3C2Tx实现了最高可达300 F/g的比电容，且具有高达5.7 F/cm2的超高面积电容，比剥离的MXene的0.5 F/cm2高出10倍，并超过了微工程MXene电极的4.0 F/cm2。