理学院新能源材料与器件团队在《先进材料技术》发表最新研究成果

本网讯（文/熊永臣、李星星）近日，Wiley旗下著名期刊AdvancedMaterials Technologies(IF=5.969)在线发表了理学院新能源材料与器件团队题为“An ultrahigh energy density flexible asymmetricmicrosupercapacitor based on Ti₃C₂T_xandPPy/MnO₂with wide voltage window”的最新研究成果。理学院李星星老师为文章的第一作者，理学院马亚楠副教授、材料学院沈培智副教授为文章的共同通讯作者。理学院张传坤博士、曹名磊博士、罗时军教授，理学院材料物理专业三年级本科生肖绍军、硕士研究生闫金凤，以及华中科技大学高义华教授参与了该项工作，我校为第一署名单位。文章主要是基于明星二维材料MXene设计了一种高能量密度的超级电容器。

近年来，随着物联网技术和无线通信技术的逐渐成熟，各种无线传感器件、便携和可穿戴电子设备得到了快速的发展，超级电容器作为一种介于电池与传统电容器之间的新型储能装置，具有循环寿命长、充放电速率快、环保、功率密度高、安全性高等优点，最有希望集成在上述器件与电子设备中。MXene作为一种新型的二维材料，具有良好的导电性和倍率性能，广泛应用于储能领域的研究中，但电压窗口低和能量密度低的问题，始终限制着它的进一步应用。基于此，在该研究成果中，课题组通过电镀和电泳的方法，采用非对称的结构设计，成功研制出一种柔性基于Ti₃C₂T_xMXene为负极和PPy/MnO₂为正极的高电压窗口的微型超级电容器。通过非对称结构设计，避免Ti₃C₂T_xMXene电极材料在过高的正电位产生极化从而导致材料的失效，单个器件在准固态电解质中具有高达1.2 V的电压窗口，面积比电容和面积能量密度分别高达61.5 mF/cm²和6.73 μWh/cm²，经过5000次循环后，仍具有超过80.7 %的容量保持率。该工作为开发新一代微型电化学储能器件的集成与应用提供了新的思路和策略。

据悉，AdvancedMaterials Technologies是材料科学领域的著名期刊，其2019年影响因子达到了5.969，是中科院二区及科瑞唯安JCR材料科学领域一区期刊。该文章是李星星老师今年的第二篇SCI论文，其已于今年2月份在ChemElectroChem（IF=3.975）期刊上发表题目为“Self-HealingMicrosupercapacitors with Size-Dependent 2D MXene”的另一项研究成果。