MXene作為新型二維材料各淀，具有高的電導率和超高的體積電容，是微型超級電容器的關鍵材料之一诡挂。然而碎浇，MXene在水系電解液中易在高陽極電位下氧化，且受到水的電化學穩(wěn)定窗口的限制璃俗，導致工作電壓通常小于0.6V奴璃，限制了MXene微型超級電容器的能量密度。此外旧找，水系電解液在零度以下易結冰，導致離子導電性急劇下降麦牺。高溫下钮蛛，電解液的結構不穩(wěn)定，很難保留內部的水分子剖膳。因此轮砸，研制耐高壓、寬溫區(qū)的水系電解液存在挑戰(zhàn)策睛。

基于以上問題应胎，該合作團隊研制了一種低成本、環(huán)境友好的“氯化鋰包水”高濃水系電解液闪割，通過調節(jié)MXene微電極與電解質之間的反應動力學而逞，有效抑制了MXene在高電位下的氧化，從而拓寬MXene微型超級電容器的工作電壓粪业，且能在較寬的溫度范圍內運行黄骇。研究發(fā)現(xiàn)，基于高濃氯化鋰凝膠電解液的對稱平面MXene微型超級電容器的工作電壓高達1.6V牵巾，體積能量密度可達31.7 mWh/cm3倒奋。由于高濃氯化鋰凝膠電解液超高的離子電導率(69.5mS/cm)和超低的熔點(-57°C)，MXene微型超級電容器可在-40°C到60°C的寬溫度范圍內正常工作赂牍，說明其在極端環(huán)境中的實用性翰鲸。該工作為構建水系高電壓寬溫區(qū)微型超級電容器提供了新的研究思路。

在構建MXene基超級電容器和電池方面相速，吳忠?guī)泩F隊前期開發(fā)出多功能水系MXene墨水用于高電容電極碟渺、電池和傳感材料(Adv. Mater.)及微型超級電容器(Adv. Energy Mater.);發(fā)展了離子液體預插層MXene微電極策略構建出高比能微型超級電容器(J. Mater. Chem. A);開發(fā)出三維MXene基無枝晶的鋰金屬負極(ACS Nano);提出了一步堿化MXene策略制備出MXene納米帶(Nano Energy)，同時結合氧化處理獲得了MXene衍化超薄鈦酸鈉或鈦酸鉀納米帶突诬，具有優(yōu)異儲鈉/鉀性能(ACS Nano)止状。

相關研究成果以Kinetic regulation of MXene with water-in-LiCl electrolyte for high-voltage micro-supercapacitors為題，發(fā)表在《國家科學評論》(National Science Review)上攒霹。研究工作得到國家自然科學基金怯疤、中科院潔凈能源創(chuàng)新研究院合作基金浆洗、遼寧省中央引導地方專項等的支持。

大連化物所等研制出寬溫區(qū)1.6V高電壓MXene微型超級電容器