硅基材料显示出巨大的潜力,并已在各个领域进行了广泛的研究。与其无与伦比的理论上可作为电池负极的能力不同,很少有关于在超级电容器中使用硅基材料的研究报道。日本国立材料科学研究所Jie Tang等人报道了一种由层状硅基纳米片组成的电极,该电极是通过氧化和剥离获得的,用于电位窗口为4 V的超级电容器。
本文要点:
1)通过低温溶液法将CaSi2氧化和剥离后合成了2D Si基纳米片(TSNs)。与其他硅基材料不同,这些TSN具有硅基材料本身的电化学性能,而且由于其2D结构和附着的官能团具有独特的优势。受益于这些,TSN作为超级电容器的电极材料具有巨大的潜力。
2)这些基于硅的纳米片在10 mV s-1时显示出4.43 mF cm-2的面积比电容,而即使在50000 mV s-1的超高扫描速率下仍保持834 µF cm-2的比电容。超级电容器的体积和功率能量密度分别为7.65 mWh cm-3和9312 mW cm-3,并且该电极可以在2 A g-1的4 V电位窗口中运行12000个周期,同时保持90.6%电容。
Runsheng Gao, et al. Layered Silicon‐Based Nanosheets as Electrode for 4 V High‐Performance Supercapacitor, Adv. Funct. Mater., 2020.
DOI: 10.1002/adfm.202002200
https://onlinelibrary.wiley.com/doi/full/10.1002/adfm.202002200