electrochemical performance and aesthetic property。
TMDs(过渡金属硫化物)
开始的时候,TMD并没有被广泛使用。尽管石墨烯的设计已经证明石墨烯作为电极材料具有可行性,但是他的大规模制备受制于开发的价格以及存在大面积缺陷的样品。TMD提供了一系列可以克服石墨烯缺陷的特点。TMD能否产生同样重要的影响,还有待进一步观察。
尽管硫化物是否可行仍有待观察,MoS2却已经开始广泛使用为电极材料。他的固有电导率被认为是高于其他金属氧化物,理论容量也高于石墨。然而,MoS2相关的文献报道还不是很多。最近,Geng组做出了花形态的MoS2电极,电极比容量168F/g(1A/g)在循环3000圈后保持率93%。
Mxenes(过渡金属碳化物氮化物)
Gogotsi提出了Mxenes作为2D结构中的新一族。他包裹高导电性的碳化物,以及表面亲水和多羟基的碳层结构。因为大多数金属离子可以嵌入,因此可以实现很高的容量。(300F/cm3)。尽管离子嵌入都出现在电池储能材料,缓慢的扩散速度阻碍了充放电性能。然而,基于离子的吸附常用于超级电容器中。在Mxene,离子嵌入率很高,这个过程常被称为离子嵌入式赝电容。
Mxenes来源于MAX相。M代表Ti,V,Cr,Nb相对靠前的过渡族元素。A代表Al,Si,In,Sn等,X代表C/N。
2D 异质结构
考虑到提高超级电容器的能量密度,将过渡金属氧化物与导电高分子合成被认为是提高能量密度的可行方案。另外,将理论容量高的金属氧化物或导电高分子与石墨烯电极复合可以做出高电化学活性的区域。另外,这样有助于提高导电性,热稳定性,电极的机械性能。同时减少石墨烯的团聚。
常见的有把石墨烯与金属氧化物复合的。以及与硫化物进行复合。 Dai组用RuO2和石墨烯复合完成了一个Hybrid的电极。