河北工业大学AFM:“石墨烯气泡桥接”助力柔性多功能碳纤维膜储钾

这种具有协同作用的功能性、定制性和兼容性的膜可以提高高级 K+ 存储设备的属性,例如柔性 K 离子电容器和基于 K 的双离子电池。这项工作为储能领域的柔性电极设计提供了新的思路,以及各种类型的构象,为开发其他领域(如催化剂、电磁屏蔽)的柔性功能膜带来了更多的机会。

由于缺乏功能性、定制性和兼容性,碳基膜的广泛集成到储能和材料工程等主流领域受到阻碍,这使得这种碳基膜的开发变得紧迫而具有挑战性。本文采用“石墨烯气泡桥接”策略制备多功能碳纤维膜,其中优化组装的石墨烯气泡不仅通过嵌入桥接功能赋予碳纤维优异的柔韧性和完整性,而且增强快速电子传输能力和电解液润湿性。作为典型的储能材料,具有扩展层间距的少层MoSSe纳米片有助于丰富的离子插层/脱层,可以在坚固的纤维内很好地缓冲。交错的碳纤维形成了一个自支撑的框架,确保了良好的导电性和机械稳定性。这种具有协同作用的功能性、定制性和兼容性的膜可以提高高级 K+ 存储设备的属性,例如柔性 K 离子电容器和基于 K 的双离子电池。这项工作为储能领域的柔性电极设计提供了新的思路,以及各种类型的构象,为开发其他领域(如催化剂、电磁屏蔽)的柔性功能膜带来了更多的机会。

图文简介

河北工业大学AFM:“石墨烯气泡桥接”助力柔性多功能碳纤维膜储钾

MoSSe/rGO-NPCF的结构示意图以及KICs和KDIBs的示意图。

河北工业大学AFM:“石墨烯气泡桥接”助力柔性多功能碳纤维膜储钾

MoSSe/rGO-NPCF膜示意图。

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MoSSe/rGO-NPCF(D≈2.5) 膜的 a–c) SEM 图像,d,e) TEM 图像和 f) HR-TEM 图像。g) MoS2和MoSSe的结构模型。相应的h)SAED图和i)HAADF图以及C、N、Mo、S和Se的EDS元素映射图。

河北工业大学AFM:“石墨烯气泡桥接”助力柔性多功能碳纤维膜储钾

a–d)MoSSe/rGO-NPCF(D≈1)、MoSSe/rGO-NPCF(D≈1.5)、MoSSe/rGO-NPCF(D≈2.5)和MoSSe/rGO-NPCF(D≈5)膜的SEM图像和相应的TEM图像。e)电极的倍率能力和 f)循环性能。f):MoSSe/rGO-NPCF与不同D值的特征相关性。

河北工业大学AFM:“石墨烯气泡桥接”助力柔性多功能碳纤维膜储钾

a) MoSSe/rGO-NPCF//A-NPCF KICs与已报道的KICs的Ragone图比较。b) KIC在2 A g−1时的循环稳定性。c) 柔性MoSSe/rGO-NPCF//A-NPCF KICs示意图。d) 不同扫描速率下柔性KIC的CV曲线。e) 柔性KIC在不同弯曲角度下的GCD曲线。f) 柔性KIC的Ragone图与文献结果的比较。g) 柔性KIC在2 mA cm−2下的循环稳定性。h) MoSSe/rGO-NPCF(D≈2.5)//EG KDIBs的倍率能力。i) KDIBs在0.5 A g−1下的循环稳定性。

论文信息

原文链接:https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/adfm.202311458

通讯作者:河北工业大学Chengwei Zhang, Gongkai Wang,

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