可伸缩电子设备的发展需要发明兼容的高性能电源，例如可伸缩超级电容器和电池。在这项工作中，通过制造具有还原氧化石墨烯（RGO）的坚固、可拉伸的高性能超级电容器来创建复合电极，正在探索用于柔性和印刷储能设备的二维（2D）碳化钛（Ti₃C₂T_x）MXene。Ti₃C₂T_x/RGO复合电极结合了Ti₃C₂T_x的优异电化学和机械性能，以及由于强大的纳米片相互作用，较大的纳米薄片尺寸和机械柔韧性而产生RGO的机械稳定性。发现掺入了50wt.％RGO的Ti₃C₂T_x/RGO复合电极减轻了在大应变下产生的裂纹。复合电极在承受单轴（300％）或双轴（200％×200％）循环应变时表现出49 mF/cm²（约490 F/cm³和约140 F/g）的大电容，并具有良好的电化学和机械稳定性。组装后的对称超级电容器的比电容为18.6 mF/cm²（约90 F/cm³和约29 F/g），可拉伸性高达300％。
  
Figure 1. 可拉伸Ti₃C₂T_x MXene/RGO复合电极的制备和表征。
 
 
Figure 2. 具有不同百分比RGO的Ti₃C₂T_x MXene/RGO复合膜的机械和电气特性。
 

Figure 3. 可拉伸Ti₃C₂T_x/RGO电极和纯Ti₃C₂T_x MXene电极的电化学性能。
 

Figure 4. 双轴可拉伸Ti₃C₂T_x MXene/RGO复合超级电容器电极的电化学性能。
 

Figure 5. 具有可拉伸Ti₃C₂T_x MXene/RGO复合电极和硫酸聚(乙烯醇)（H₂SO₄/PVA）凝胶电解质的可拉伸超级电容器的电化学性能。
 
      相关研究成果于2020年由杜克大学Jeffrey T. Glass课题组和密西根州立大学Changyong Cao课题组，发表在ACS Nano（doi.org/10.1021/acsnano.9b10066）上。原文：Ti₃C₂T_x MXene-Reduced Graphene Oxide Composite Electrodes for Stretchable Supercapacitors。

转自《石墨烯杂志》公众号：