提高用于储能装置的金属氧化物基材料的电化学性能通常涉及采用关键策略，包括通过复合材料形成对成分进行有意的修改以及结构工程技术的应用。在此，我们合成了锑酸铋（BiSbO4），并通过简便的水热方法集成石墨纳米纤维（GNF）和MXene（MX）构建了三元结构。明确结构的协同效应，加上 MXene 和 GNF 网络带来的优异导电性，显着有助于实现出色的能量和功率密度。其分层结构内畅通的离子和电子通道增强了该材料作为超级电容器电池型阴极的性能。这项工作报告在 1 A g−1 时具有 819 F g−1 的显着比电容和令人印象深刻的耐用性，在三电极系统中经过 5000 次充电/放电循环后容量保持率为 94%。此外，采用活性炭作为负极制造了不对称超级电容器装置BSO–GF–MX‖AC，其在功率密度750 W kg−1下提供了46 Wh kg−1的优异能量密度，并保留了90.6%的初始电容。这项研究为制造三元复合材料电极提供了一种有前途的策略，为组装高性能且具有成本效益的储能设备提供了途径。

 
图1. (a) BSO、BSO-GF、BSO-MX 和 BSO-GF-MX 的 X 射线衍射图（相邻图像：BSO、BSO-GF 和 BSO-MX 的放大光谱）； (b) BiSbO4 样品的晶体结构。

 
图2. SEM 图像：(a,b) BSO； （c，d）BSO-GF； （e，f）BSO-MX 和（g，h）BSO-GF-MX。

 
图3. BSO/GF/MX 纳米复合材料的 XPS 测量光谱 (a)； Bi 4f (b) 的解卷积光谱； Sb 3d (c) 的解卷积光谱； Ti 2p (d) 的解卷积光谱； C 1s (e) 的解卷积光谱和 O 1s (f) 的解卷积光谱。

   
图4. CV 图：(a) BSO、(b) BSO–GF、(c) BSO–MX 和 (d) BSO–GF–MX 电极和 (e) log (i) Vs log (v) 的线性拟合图； (b) 电极 BSO-GF-MX 之间和之间的图。

 
图5. GCD 图：(a) BSO，(b) BSO–GF，(c) BSO–MX 和 (d) BSO–GF–MX。

 
图6. 以交流电为负极制造的 ASC 装置中的 (a) BSO、(b) BSO–GF、(c) BSO–MX 和 (d) BSO–GF–MX 电极的 CV 图； (e) 三电极系统中活性炭和 BSO 基电极的 CV 曲线比较，(f) log (i) Vs log (v) 的线性拟合图； (g) 和 之间的图， (h) 扩散控制和电容控制百分比与电极 BSO-GF-MX 峰值电流的关系。c) 添加 5hmC-DNA 的复杂样品的测量信号。d) 复杂样品中添加的 5hmC-DNA 回收率的热图。

 
图 7. 以 AC 作为负极制造的 ASC 器件中的 (a) BSO、(b) BSO–GF、(c) BSO–MX 和 (d) BSO–GF–MX 电极的 GCD 图。

 
图 8. (a) ASC 器件在 20,000 次循环期间的稳定性图； (b) 循环前的 EIS 谱和 (c) 循环后的 EIS 谱。
 
      相关科研成果由岭南大学Jinho Kim等人- 2024年发表在Journal of Power Sources（https://doi.org/10.1016/j.jpowsour.2024.234379）上。原文：Elevating energy storage performance of bismuth antimonate coupled with MXene and graphitic nanofibers in advanced supercapacitors.

转自《石墨烯研究》公众号