二维材料基超级电容器的容量与倍率性能提升策略

刘华艳 陈逸飞 杨梦召 顾佳俊

引用本文: 刘华艳, 陈逸飞, 杨梦召, 顾佳俊. 二维材料基超级电容器的容量与倍率性能提升策略[J]. 物理化学学报, 2025, 41(6): 100063. doi: 10.1016/j.actphy.2025.100063 shu
Citation:  Huayan Liu, Yifei Chen, Mengzhao Yang, Jiajun Gu. Strategies for enhancing capacity and rate performance of two-dimensional material-based supercapacitors[J]. Acta Physico-Chimica Sinica, 2025, 41(6): 100063. doi: 10.1016/j.actphy.2025.100063 shu

二维材料基超级电容器的容量与倍率性能提升策略

    通讯作者: 顾佳俊, gujiajun@sjtu.edu.cn
  • 基金项目:

    国家自然科学基金 52071213

    国家自然科学基金 52072241

摘要: 二维材料凭借其独特的层状结构、高比表面积、高理论容量和优异的柔韧性,成为构建高能量密度和高功率密度超级电容器电极的理想选择。然而,层间强范德华力导致的片层堆叠严重阻碍了离子传输,限制了其实际容量和倍率性能的发挥。因此,合理的材料设计和精细的电极结构调控对于突破超级电容器性能瓶颈至关重要。在这篇综述中,首先探讨了提升二维材料电化学性能的策略,重点阐述如何通过结构设计优化电极的面容量和体积容量。值得注意的是,提高超级电容器能量密度通常需要增加活性物质负载量,这不可避免地导致电极内部离子传输路径延长并复杂化,从而降低倍率性能。针对这一问题,我们回顾了传统的高负载电极离子传输通道构建方法,例如模板法、外场诱导组装和3D打印技术。然而,这些方法通常制备的孔道尺度在微米或亚微米级别,难以同时满足高倍率性能和高体积容量的要求。为同时实现高面容量、高体积容量和高倍率性能,本综述重点总结了近年来在构建纳米级孔道结构方面的创新方法,包括毛细管力致密化、层间嵌入、表面刻蚀和量子点策略等。这些方法致力于构建三维互联、高效的离子传输网络,从而推动高能量密度、高功率密度和小型化超级电容器技术的快速发展。

English

    1. [1]

      刘汉卿, 周锋, 师晓宇, 史全, 吴忠帅. 物理化学学报, 2022, 38, 2204017. doi: 10.3866/PKU.WHXB202204017.Liu, H. Q.; Zhou, F.; Shi, X. Y.; Shi, Q.; Wu, Z. S. Acta Phys. -Chim. Sin. 2022, 38, 2204017. doi: 10.3866/PKU.WHXB202204017

    2. [2]

      刘欢, 马宇, 曹斌, 朱奇珍, 徐斌. 物理化学学报, 2023, 39, 2210027. doi: 10.3866/PKU.WHXB202210027Liu, H.; Ma, Y.; Cao, B.; Zhu, Q. Z.; Xu, B. Acta Phys. -Chim. Sin. 2023, 39, 2210027. doi: 10.3866/PKU.WHXB202210027

    3. [3]

      张婧雯, 马华隆, 马军, 胡梅雪, 李启浩, 陈胜, 宁添姝, 葛创新, 刘晰, 肖丽, 等. 物理化学学报, 2023, 39, 2111037. doi: 10.3866/PKU.WHXB202111037.Zhang, J. W.; Ma, H. L.; Ma, J.; Hu, M. X.; Li, Q. H.; Chen, S.; Ning, T. S.; Ge, C. X.; Liu, X.; Xiao, L.; et al. Acta Phys. -Chim. Sin. 2023, 39, 2111037. doi: 10.3866/PKU.WHXB202111037

    4. [4]

      尉瑞芳, 李东峰, 尹恒, 王秀丽, 李灿. 物理化学学报, 2023, 39, 2207035. doi: 10.3866/PKU.WHXB202207035.Wei, R. F.; Li, D. F.; Yin, H.; Wang, X. L.; Li, C. Acta Phys. -Chim. Sin. 2023, 39, 2207035. doi: 10.3866/PKU.WHXB202207035

    5. [5]

      胡洋, 刘斌, 徐路遥, 董自强, 仵亚婷, 刘杰, 钟澄, 胡文彬. 物理化学学报, 2023, 39, 2209004. doi: 10.3866/PKU.WHXB202209004Hu, Y.; Liu, B.; Xu, L. Y.; Dong, Z. Q.; Wu, Y. T.; Liu, J.; Zhong, C.; Hu, W. B. Acta Phys. -Chim. Sin. 2023, 39, 2209004. doi: 10.3866/PKU.WHXB202209004

    6. [6]

      Novoselov, K. S.; Geim, A. K.; Morozov, S. V.; Jiang, D.; Zhang, Y.; Dubonos, S. V.; Grigorieva, I. V.; Firsov, A. A. Science 2004, 306, 666. doi: 10.1126/science.1102896

    7. [7]

      Xu, Z.; Gao, C. Mater. Today 2015, 18, 480. doi: 10.1016/j.mattod.2015.06.009

    8. [8]

      Zhu, Y. W.; Murali, S.; Cai, W. W.; Li, X. S.; Suk, J. W.; Potts, J. R.; Ruoff, R. S. Adv. Mater. 2010, 22, 3906. doi: 10.1002/adma.201001068

    9. [9]

      Sun, Y. Q.; Wu, Q. O.; Shi, G. Q. Energy Environ. Sci. 2011, 4, 1113. doi: 10.1039/c0ee00683a

    10. [10]

      Jamal, F.; Rafique, A.; Moeen, S.; Haider, J.; Nabgan, W.; Haider, A.; Imran, M.; Nazir, G.; Alhassan, M.; Ikram, M.; et al. ACS Appl. Nano Mater. 2023, 6, 7077. doi: 10.1021/acsanm.3c00417

    11. [11]

      Borenstein, A.; Hanna, O.; Attias, R.; Luski, S.; Brousse, T.; Aurbach, D. J. Mater. Chem. A 2017, 5, 12653. doi: 10.1039/c7ta00863e

    12. [12]

      Li, J.; Triana, C. A.; Wan, W.; Saseendran, D. P. A.; Zhao, Y.; Balaghi, S. E.; Heidari, S.; Patzke, G. R. Chem. Soc. Rev. 2021, 50, 2444. doi: 10.1039/d0cs00978d

    13. [13]

      Abdulhameed, M. A.; Othman, M. H. D.; Ismail, A. F.; Matsuura, T.; Harun, Z.; Rahman, M. A.; Puteh, M. H.; Jaafar, J. J. Aust. Ceram. Soc. 2017, 53, 645. doi: 10.1007/s41779-017-0076-0

    14. [14]

      An, C. H.; Zhang, Y.; Guo, H. N.; Wang, Y. J. Nanoscale Adv. 2019, 1, 4644. doi: 10.1039/c9na00543a

    15. [15]

      Ahsan, M. A.; He, T. W.; Eid, K.; Abdullah, A. M.; Curry, M. L.; Du, A. J.; Santiago, A. R. P.; Echegoyen, L.; Noveron, J. C. J. Am. Chem. Soc. 2021, 143, 1203. doi: 10.1021/jacs.0c12386

    16. [16]

      Cai, C.; Wang, M. Y.; Han, S. B.; Wang, Q.; Zhang, Q.; Zhu, Y. M.; Yang, X. M.; Wu, D. J.; Zu, X. T.; Sterbinsky, G. E.; et al. Acs Catalysis 2021, 11, 123. doi: 10.1021/acscatal.0c04656

    17. [17]

      Allen, M. J.; Tung, V. C.; Kaner, R. B. Chem. Rev. 2009, 110, 132. doi: 10.1021/cr900070d

    18. [18]

      Krishnamoorthy, K.; Pazhamalai, P.; Kim, S. J. Energy Environ. Sci. 2018, 11, 1595. doi: 10.1039/c8ee00160j

    19. [19]

      康丽萍, 张改妮, 白云龙, 王焕京, 雷志斌, 刘宗怀. 物理化学学报, 2020, 36, 1905032. doi: 10.3866/PKU.WHXB201905032Kang, L. P.; Zhang, G. N.; Bai, Y. L.; Wang, H. J.; Lei, Z. B.; Liu, Z. H. Acta Phys. -Chim. Sin. 2020, 36, 1905032. doi: 10.3866/PKU.WHXB201905032

    20. [20]

      姜美慧, 盛利志, 王超, 江丽丽, 范壮军. 物理化学学报, 2021, 38, 2012085. doi: 10.3866/PKU.WHXB202012085.Jiang, M. H.; Sheng, L. Z.; Wang, C.; Jiang, L. L.; Fan, Z. J. Acta Phys. -Chim. Sin. 2021, 38, 2012085. doi: 10.3866/PKU.WHXB202012085

    21. [21]

      Shi, X. Y.; Zheng, S. H.; Wu, Z. S.; Bao, X. H. J. Energy Chem. 2018, 27, 25. doi: 10.1016/j.jechem.2017.09.034

    22. [22]

      Theerthagiri, J.; Senthil, R. A.; Nithyadharseni, P.; Lee, S. J.; Durai, G.; Kuppusami, P.; Madhavan, J.; Choi, M. Y. Ceram. Int. 2020, 46, 14317. doi: 10.1016/j.ceramint.2020.02.270

    23. [23]

      Rasappan, A. S.; Palanisamy, R.; Thangamuthu, V.; Dharmalingam, V. P.; Natarajan, M.; Archana, B.; Velauthapillai, D.; Kim, J. Mater. Lett. 2024, 357, 135640. doi: 10.1016/j.matlet.2023.135640

    24. [24]

      Haider, W. A.; Tahir, M.; He, L.; Yang, W.; Minhas-khan, A.; Owusu, K. A.; Chen, Y.; Hong, X.; Mai, L. J. Alloys Compd. 2020, 823, 151769. doi: 10.1016/j.jallcom.2019.151769

    25. [25]

      Sharma, A.; Kapse, S.; Verma, A.; Bisoyi, S.; Pradhan, G. K.; Thapa, R.; Rout, C. S. ACS Appl. Energy Mater. 2022, 5, 10315. doi: 10.1021/acsaem.2c02116

    26. [26]

      Zhang, M. Y.; Miao, J. Y.; Yan, X. H.; Zhu, Y. H.; Li, Y. L.; Zhang, W. J.; Zhu, W.; Pan, J. M.; Javed, M. S.; Hussain, S. J. Mater. Chem. C 2022, 10, 640. doi: 10.1039/d1tc03903b

    27. [27]

      Bagheri, A.; Bellani, S.; Beydaghi, H.; Eredia, M.; Najafi, L.; Bianca, G.; Zappia, M. I.; Safarpour, M.; Najafi, M.; Mantero, E.; et al. Acs Nano 2022, 16, 16426. doi: 10.1021/acsnano.2c05640

    28. [28]

      Ozturk, O.; Gur, E. Chemelectrochem 2024, 11, e202300575. doi: 10.1002/celc.202300575

    29. [29]

      Jiang, Y. Q.; Chen, L. Y.; Zhang, H. Q.; Zhang, Q.; Chen, W. F.; Zhu, J. K.; Song, D. M. Chem. Eng. J. 2016, 292, 1. doi: 10.1016/j.cej.2016.02.009

    30. [30]

      Xuan, L. Y.; Chen, L. Y.; Yang, Q. Q.; Chen, W. F.; Hou, X. H.; Jiang, Y. Q.; Zhang, Q.; Yuan, Y. J. Mater. Chem. A 2015, 3, 17525. doi: 10.1039/c5ta05305f

    31. [31]

      Zhu, J. K.; Huang, B.; Zhao, C. L.; Xu, H.; Wang, S. N.; Chen, Y. P.; Xie, L.; Chen, L. Y. Electrochim. Acta 2019, 313, 194. doi: 10.1016/j.electacta.2019.05.019

    32. [32]

      Naguib, M.; Kurtoglu, M.; Presser, V.; Lu, J.; Niu, J.; Heon, M.; Hultman, L.; Gogotsi, Y.; Barsoum, M. W. Adv. Mater. 2011, 15. doi: 10.1002/adma.201102306

    33. [33]

      Lukatskaya, M. R.; Mashtalir, O.; Ren, C. E.; Dall'Agnese, Y.; Rozier, P.; Taberna, P. L.; Naguib, M.; Simon, P.; Barsoum, M. W.; Gogotsi, Y. Science 2013, 341, 1502. doi: 10.1126/science.1241488

    34. [34]

      De, S.; Acharya, S.; Sahoo, S.; Nayak, G. C. Mater. Chem. Front. 2021, 5, 7134. doi: 10.1039/d1qm00556a

    35. [35]

      Otgonbayar, Z.; Yang, S. H. Y.; Kim, I. J.; Oh, W. C. Nanomaterials 2023, 13, 919. doi: 10.3390/nano13050919

    36. [36]

      Zhi, M.; Xiang, C.; Li, J.; Li, M.; Wu, N. Nanoscale 2013, 5, 72. doi: 10.1039/c2nr32040a

    37. [37]

      Tsai, Y. C.; Yang, W. D.; Lee, K. C.; Huang, C. M. Materials 2016, 9, 246. doi: 10.3390/ma9040246

    38. [38]

      Tao, B. R.; He, J. L.; Miao, F. J.; Zang, Y. Vacuu 2022, 197, 110668. doi: 10.1016/j.vacuum.2021.110857

    39. [39]

      Wang, X. H.; Xia, H. Y.; Wang, X. Q.; Gao, J.; Shi, B.; Fang, Y. J. Alloys Compd. 2016, 686, 969. doi: 10.1016/j.jallcom.2016.06.156

    40. [40]

      Wang, X. H.; Bannenberg, L. MRS Bull. 2021, 46, 755. doi: 10.1557/s43577-021-00150-z

    41. [41]

      Lukatskaya, M. R.; Kota, S.; Lin, Z. F.; Zhao, M. Q.; Shpigel, N.; Levi, M. D.; Halim, J.; Taberna, P. L.; Barsoum, M.; Simon, P.; Gogotsi, Y. Nat. Energy 2017, 2, 17105. doi: 10.1038/nenergy.2017.105

    42. [42]

      Jayakumar, S.; Santhosh, P. C.; Ramakrishna, S.; Radhamani, A. V. J. Energy Storage 2024, 97, 112741. doi: 10.1016/j.est.2024.112741

    43. [43]

      Zhu, Y. Y.; Wang, S.; Ma, J. X.; Das, P.; Zheng, S. H.; Wu, Z. S. Energy Storage Mater. 2022, 51, 500. doi: 10.1016/j.ensm.2022.06.044

    44. [44]

      Jia, J.; Zhu, Y. Y.; Das, P.; Ma, J. X.; Wang, S.; Zhu, G. S.; Wu, Z. S. J. Materiomics 2023, 9, 1242. doi: 10.1016/j.jmat.2023.08.013

    45. [45]

      Zhu, Y. Y.; Zhang, Q. X.; Ma, J. X.; Das, P.; Zhang, L. Z.; Liu, H. Q.; Wang, S.; Li, H.; Wu, Z. S. Carbon Energy 2024, 6, e481. doi: 10.1002/cey2.481

    46. [46]

      Zhu, Y.; Zheng, S.; Qin, J.; Ma, J.; Das, P.; Zhou, F.; Wu, Z. S. Fundam. Res. 2024, 4, 307. doi: 10.1016/j.fmre.2022.03.021

    47. [47]

      Jiang, X.; Jia, J.; Zhu, Y. Y.; Li, J.; Jia, H. W.; Liu, C. H.; Zhao, G. Z.; Yu, L. H.; Zhu, G. Energy Storage Mater. 2024, 70, 103462. doi: 10.1016/j.ensm.2024.103462

    48. [48]

      Chen, N. J.; Duan, Z. Y.; Cai, W. R.; Wang, Y. B.; Pu, B.; Huang, H. C.; Xie, Y. T.; Tang, Q.; Zhang, H. T.; Yang, W. Q. Nano Energy 2023, 107, 108147. doi: 10.1016/j.nanoen.2022.108147

    49. [49]

      Wang, Y.; Zhou, B.; Tang, Q.; Yang, Y.; Pu, B.; Bai, J.; Xu, J.; Feng, Q.; Liu, Y.; Yang, W. Adv. Mater. 2024, 36, e2410736. doi: 10.1002/adma.202410736

    50. [50]

      Zhu, Y.; Ma, J.; Das, P.; Wang, S.; Wu, Z. S. Small Methods 2023, 7, e2201609. doi: 10.1002/smtd.202201609

    51. [51]

      Nguyen, T.; Montemor, M. D. Adv. Sci. 2019, 6, 1801797. doi: 10.1002/advs.201801797

    52. [52]

      Hantanasirisakul, K.; Gogotsi, Y. Adv. Mater. 2018, 30, 135. doi: 10.1002/adma.201804779

    53. [53]

      Hart, J. L.; Hantanasirisakul, K.; Lang, A. C.; Anasori, B.; Pinto, D.; Pivak, Y.; van Omme, J. T.; May, S. J.; Gogotsi, Y.; Taheri, M. L. Nat. Commun. 2019, 10, 522. doi: 10.1038/s41467-018-08169-8

    54. [54]

      Pomerantseva, E.; Gogotsi, Y. Nat. Energy 2017, 2, 1. doi: 10.1038/nenergy.2017.89

    55. [55]

      Wang, K. L.; Zheng, B. C.; Mackinder, M.; Baule, N.; Qiao, H.; Jin, H.; Schuelke, T.; Fan, Q. H. Energy Storage Mater. 2019, 20, 299. doi: 10.1016/j.ensm.2019.04.029

    56. [56]

      Wu, Z. T.; Shang, T. X.; Deng, Y. Q.; Tao, Y.; Yang, Q. H. Adv. Sci. 2020, 7, 1903077doi: 10.1002/advs.201903077

    57. [57]

      Guo, W.; Yu, C.; Li, S. F.; Qiu, J. S. Energy Environ. Sci. 2021, 14, 576. doi: 10.1039/d0ee02649b

    58. [58]

      Tomy, M.; Ambika Rajappan, A.; Vm, V.; Thankappan Suryabai, X. Energy Fuels 2021, 35, 19881. doi: 10.1021/acs.energyfuels.1c02743

    59. [59]

      Simon, P.; Gogotsi, Y. Joule 2022, 6, 28. doi: 10.1016/j.joule.2021.12.019

    60. [60]

      Shang, W. X.; Yu, W. T.; Xiao, X.; Ma, Y. Y.; He, Y.; Zhao, Z. X.; Tan, P. Adv. Powder Mater. 2023, 2, 100075. doi: 10.1016/j.apmate.2022.100075

    61. [61]

      Liu, K. L.; Yu, C.; Guo, W.; Ni, L.; Yu, J. H.; Xie, Y. Y.; Wang, Z.; Ren, Y. W.; Qiu, J. S. J. Energy Chem. 2021, 58, 94. doi: 10.1016/j.jechem.2020.09.041

    62. [62]

      Jagadale, A. D.; Rohit, R. C.; Shinde, S. K.; Kim, D. Y. J. Electrochem. Soc. 2021, 168, 090562. doi: 10.1149/1945-7111/ac275d

    63. [63]

      Wang, Y.; Shi, Z. Q.; Huang, Y.; Ma, Y. F.; Wang, C. Y.; Chen, M. M.; Chen, Y. S. J. Phys. Chem. C 2009, 113, 13103. doi: 10.1021/jp902214f

    64. [64]

      Zhang, D. C.; Zhang, X.; Chen, Y.; Wang, C. H.; Ma, Y. W. Electrochim. Acta 2012, 69, 364. doi: 10.1016/j.electacta.2012.03.024

    65. [65]

      Wang, Q.; Yan, J.; Fan, Z. J. Energy Environ. Sci. 2016, 9, 729. doi: 10.1039/c5ee03109e

    66. [66]

      Wang, H. B.; Wu, Y. P.; Zhang, J. F.; Li, G. Y.; Huang, H. J.; Zhang, X.; Jiang, Q. G. Mater. Lett. 2015, 160, 537. doi: 10.1016/j.matlet.2015.08.046

    67. [67]

      Zhang, X. F.; Liu, Y.; Dong, S. L.; Yang, J. Q.; Liu, X. D. Electrochim. Acta 2019, 294, 233. doi: 10.1016/j.electacta.2018.10.096

    68. [68]

      Hu, X. W.; Gong, N.; Zhang, Q. C.; Chen, Q. M.; Xie, T. Z.; Liu, H. B.; Li, Y.; Li, Y.; Peng, W. C.; Zhang, F. B.; Fan, X. B. Small 2024, 20, 2306997. doi: 10.1002/smll.202306997

    69. [69]

      Kamysbayev, V.; Filatov, A. S.; Hu, H. C.; Rui, X.; Lagunas, F.; Wang, D.; Klie, R. F.; Talapin, D. V. Science 2020, 369, 979. doi: 10.1126/science.aba8311

    70. [70]

      Anasori, B.; Shi, C. Y.; Moon, E. J.; Xie, Y.; Voigt, C. A.; Kent, P. R. C.; May, S. J.; Billinge, S. J. L.; Barsoum, M. W.; Gogotsi, Y. Nanoscale Horiz. 2016, 1, 227. doi: 10.1039/c5nh00125k

    71. [71]

      Li, Y. B.; Shao, H.; Lin, Z. F.; Lu, J.; Liu, L. Y.; Duployer, B.; Persson, P. O. Å.; Eklund, P.; Hultman, L.; Li, M.; et al. Nat. Mater. 2020, 19, 894. doi: 10.1038/s41563-020-0657-0

    72. [72]

      Xie, Y.; Dall'Agnese, Y.; Naguib, M.; Gogotsi, Y.; Barsoum, M. W.; Zhuang, H. L. L.; Kent, P. R. C. Acs Nano 2014, 8, 9606. doi: 10.1021/nn503921j

    73. [73]

      Wang, X.; Mathis, T. S.; Li, K.; Lin, Z.; Vlcek, L.; Torita, T.; Osti, N. C.; Hatter, C.; Urbankowski, P.; Sarycheva, A.; et al. Nat. Energy 2019, 4, 241. doi: 10.1038/s41560-019-0339-9

    74. [74]

      Ando, Y.; Okubo, M.; Yamada, A.; Otani, M. Adv. Funct. Mater. 2020, 30, 2000820. doi: 10.1002/adfm.202000820

    75. [75]

      Pu, S.; Wang, Z. X.; Xie, Y. T.; Fan, J. T.; Xu, Z.; Wang, Y. H.; He, H. Y.; Zhang, X.; Yang, W. Q.; Zhang, H. T. Adv. Funct. Mater. 2022, 33, 2208715. doi: 10.1002/adfm.202208715

    76. [76]

      Wang, Z.; Xu, Z.; Huang, H.; Chu, X.; Xie, Y.; Xiong, D.; Yan, C.; Zhao, H.; Zhang, H.; Yang, W. ACS Nano 2020, 14, 4916. doi: 10.1021/acsnano.0c01056

    77. [77]

      Zhuo, Y. L.; Kinloch, I. A.; Bissett, M. A. ACS Appl. Nano Mater. 2023, 6, 18062. doi: 10.1021/acsanm.3c03322

    78. [78]

      Zhang, A.; Liang, Y. X.; Zhang, H.; Geng, Z. G.; Zeng, J. Chem. Soc. Rev. 2021, 50, 9817. doi: 10.1039/d1cs00330e

    79. [79]

      Kumar, R.; Sahoo, S.; Joanni, E.; Pandey, R.; Shim, J. J. Chem. Commun. 2023, 59, 6109. doi: 10.1039/d3cc00815k

    80. [80]

      Shen, J. Q.; Wang, P.; Jiang, H. S.; Wang, H.; Pollet, B. G.; Wang, R. F.; Ji, S. Ionics 2020, 26, 5155. doi: 10.1007/s11581-020-03597-3

    81. [81]

      Ma, Q. H.; Cui, F.; Zhang, J. J.; Qi, X.; Cui, T. Y. Appl. Surf. Sci. 2022, 578, 152001. doi: 10.1016/j.apsusc.2021.152001

    82. [82]

      Wu, Y. D.; Wang, Y.; Zhu, P.; Ye, X. F.; Liu, R. N.; Cai, W. F. Appl. Surf. Sci. 2022, 606, 154863. doi: 10.1016/j.apsusc.2022.154863

    83. [83]

      Kim, H. S.; Cook, J. B.; Lin, H.; Ko, J. S.; Tolbert, S. H.; Ozolins, V.; Dunn, B. Nat. Mater. 2017, 16, 454. doi: 10.1038/Nmat4810

    84. [84]

      Zheng, L.; Xu, Y.; Jin, D.; Xie, Y. J. Mater. Chem. 2010, 20, 7135. doi: 10.1039/c0jm00744g

    85. [85]

      Huang, L.; Yao, B.; Sun, J. Y.; Gao, X.; Wu, J. B.; Wan, J.; Li, T. Q.; Hu, Z. M.; Zhou, J. J. Mater. Chem. A 2017, 5, 2897. doi: 10.1039/c6ta10433a

    86. [86]

      Huang, L.; Gao, X.; Dong, Q.; Hu, Z. M.; Xiao, X.; Li, T. Q.; Cheng, Y. L.; Yao, B.; Wan, J.; Ding, D.; et al. J. Mater. Chem. A 2015, 3, 17217. doi: 10.1039/c5ta05251c

    87. [87]

      Li, T. Q.; Beidaghi, M.; Xiao, X.; Huang, L.; Hu, Z. M.; Sun, W. M.; Chen, X.; Gogotsi, Y.; Zhou, J. Nano Energy 2016, 26, 100. doi: 10.1016/j.nanoen.2016.05.004

    88. [88]

      Chen, G. L.; Xie, Y. Y.; Tang, Y.; Wang, T. S.; Wang, Z. Y.; Yang, C. H. Small 2024, 20, 2307408. doi: 10.1002/smll.202307408

    89. [89]

      Wen, Y. Y.; Rufford, T. E.; Chen, X. Z.; Li, N.; Lyu, M. Q.; Dai, L. M.; Wang, L. Z. Nano Energy 2017, 38, 368. doi: 10.1016/j.nanoen.2017.06.009

    90. [90]

      Yang, C. H.; Tang, Y.; Tian, Y. P.; Luo, Y. Y.; Din, M. F. U.; Yin, X. T.; Que, W. X. Adv. Energy Mater. 2018, 8, 1802087. doi: 10.1002/aenm.201802087

    91. [91]

      Tao, Q. Z.; Dahlqvist, M.; Lu, J.; Kota, S.; Meshkian, R.; Halim, J.; Palisaitis, J.; Hultman, L.; Barsoum, M. W.; Persson, P. O. Å.; et al. Nat. Commun. 2017, 8, 14949. doi: 10.1038/ncomms14949

    92. [92]

      Li, S. S.; Li, X. H.; Cui, H. L.; Zhang, R. Z. J. Phys. Chem. Solids 2021, 153, 110021. doi: 10.1016/j.jpcs.2021.110021

    93. [93]

      Liu, K. K.; Xia, Q. X.; Si, L. J.; Kong, Y.; Shinde, N.; Wang, L. B.; Wang, J. K.; Hu, Q. K.; Zhou, A. G. Electrochim. Acta 2022, 435, 141372. doi: 10.1016/j.electacta.2022.141372

    94. [94]

      Liu, Z. X.; Tian, Y. P.; Li, S. Q.; Wang, L.; Han, B. X.; Cui, X. W.; Xu, Q. Adv. Funct. Mater. 2023, 33, 2301994. doi: 10.1002/adfm.202301994

    95. [95]

      Zhang, W. Y.; Jin, H. X.; Du, Y. Q.; Chen, G. W.; Zhang, J. X. Electrochim. Acta 2021, 390, 138812. doi: 10.1016/j.electacta.2021.138812

    96. [96]

      Li, Z. Q.; He, W. X.; Wang, X. X.; Wang, X. L.; Song, M.; Zhao, J. L. Int. J. Hydrogen Energy 2020, 45, 112. doi: 10.1016/j.ijhydene.2019.10.196

    97. [97]

      Wang, J.; Ding, B.; Hao, X. D.; Xu, Y. L.; Wang, Y.; Shen, L. F.; Dou, H.; Zhang, X. G. Carbon 2016, 102, 255. doi: 10.1016/j.carbon.2016.02.047

    98. [98]

      Nathabumroong, S.; Poochai, C.; Chanlek, N.; Eknapakul, T.; Sonsupap, S.; Tuichai, W.; Sriprachuabwong, C.; Rujirawat, S.; Songsiriritthigul, P.; Tuantranont, A.; et al. J. Power Sources 2021, 513, 230517. doi: 10.1016/j.jpowsour.2021.230517

    99. [99]

      Luo, W. L.; Sun, Y.; Lin, Z. T.; Li, X.; Han, Y. Q.; Ding, J. X.; Li, T. X.; Hou, C. P.; Ma, Y. J. Energy Storage 2023, 62, 106807. doi: 10.1016/j.est.2023.106807

    100. [100]

      He, Z. Q.; Wang, Y. H.; Li, Y.; Ma, J. J.; Song, Y. M.; Wang, X. X.; Wang, F. P. J. Alloys Compd. 2022, 899, 163241. doi: 10.1016/j.jallcom.2021.163241

    101. [101]

      Yu, Z. L.; Wang, S. X.; Xiao, Z. A.; Xu, F.; Xiang, C. L.; Sun, L. X.; Zou, Y. J. J. Energy Storage 2024, 77, 110009. doi: 10.1016/j.est.2023.110009

    102. [102]

      Shrestha, K. R.; Kandula, S.; Kim, N. H.; Lee, J. H. J. Alloys Compd. 2019, 771, 810. doi: 10.1016/j.jallcom.2018.09.032

    103. [103]

      Lonkar, S. P.; Alhassan, S. M. Sustain. Energy Fuels 2021, 5, 6124. doi: 10.1039/d1se01134k

    104. [104]

      Meng, W.; Zhou, J. J.; Wang, G. J.; Qin, J. L.; Yang, L.; Huang, H. J.; Zhao, Y. X.; He, H. Y. J. Energy Storage 2022, 56, 106105. doi: 10.1016/j.est.2022.106105

    105. [105]

      Zhang, X.; Yang, S. X.; Liu, S. Y.; Che, X. G.; Lu, W.; Tian, Y. H.; Liu, Z. Q.; Zhao, Y. Y.; Yang, J. ACS Appl. Energy Mater. 2023, 6, 636. doi: 10.1021/acsaem.2c02442

    106. [106]

      Ansari, S. A.; Cho, M. H. Sci. Rep. 2017, 7, 43055doi: 10.1038/srep43055

    107. [107]

      Xu, X. J.; Lai, H. L.; Lu, H. L.; Zhou, P. J.; Ying, Y. L.; Liu, Y. J. Energy Storage 2024, 97, 112919. doi: 10.1016/j.est.2024.112919

    108. [108]

      Borysiuk, V. N.; Mochalin, V. N.; Gogotsi, Y. Comput. Mater. Sci. 2018, 143, 418. doi: 10.1016/j.commatsci.2017.11.028

    109. [109]

      Garlapati, K. K.; Martha, S. K.; Panigrahi, B. B. J. Power Sources 2024, 605, 234503. doi: 10.1016/j.jpowsour.2024.234503

    110. [110]

      Wang, X.; Li, H.; Li, H.; Lin, S.; Ding, W.; Zhu, X. G.; Sheng, Z. G.; Wang, H.; Zhu, X. B.; Sun, Y. P. Adv. Funct. Mater. 2020, 30, 0190302. doi: 10.1002/adfm.201910302

    111. [111]

      Hu, R.; Liao, Y. M.; Qiao, H.; Li, J.; Wang, K.; Huang, Z. Y.; Qi, X. Ceram. Int. 2022, 48, 23498. doi: 10.1016/j.ceramint.2022.04.345

    112. [112]

      Krishnamoorthy, K.; Pazhamalai, P.; Mariappan, V. K.; Manoharan, S.; Kesavan, D.; Kim, S. J. Adv. Funct. Mater. 2020, 31, 2008422. doi: 10.1002/adfm.202008422

    113. [113]

      Sun, X.; Sun, H.; Li, H.; Peng, H. Adv. Mater. 2013, 25, 5153. doi: 10.1002/adma.201301926

    114. [114]

      Weiss, N. O.; Zhou, H.; Liao, L.; Liu, Y.; Jiang, S.; Huang, Y.; Duan, X. Adv. Mater. 2012, 24, 5782. doi: 10.1002/adma.201201482

    115. [115]

      Huo, P. P.; Zhao, P.; Wang, Y.; Liu, B.; Yin, G. C.; Dong, M. D. Energies 2018, 11, 167. doi: 10.3390/en11010167

    116. [116]

      Novoselov, K. S.; Fal'ko, V. I.; Colombo, L.; Gellert, P. R.; Schwab, M. G.; Kim, K. Nature 2012, 490, 192. doi: 10.1038/nature11458

    117. [117]

      Xu, E. Z.; Zhang, Y.; Wang, H.; Zhu, Z. F.; Quan, J. J.; Chang, Y. J.; Li, P. C.; Yu, D. B.; Jiang, Y. Chem. Eng. J. 2020, 385, 123839. doi: 10.1016/j.cej.2019.123839

    118. [118]

      Wei, Y. Y.; Sun, B.; Su, D. W.; Zhu, J. G.; Wang, G. X. Energy Technol. 2016, 4, 737. doi: 10.1002/ente.201500467

    119. [119]

      Xia, Y.; Mathis, T. S.; Zhao, M. Q.; Anasori, B.; Dang, A.; Zhou, Z. H.; Cho, H.; Gogotsi, Y.; Yang, S. Nature 2018, 557, 409. doi: 10.1038/s41586-018-0109-z

    120. [120]

      Han, Y.; Li, M. Y.; Jung, G. S.; Marsalis, M. A.; Qin, Z.; Buehler, M. J.; Li, L. J.; Muller, D. A. Nat. Mater. 2018, 17, 129. doi: 10.1038/nmat5038

    121. [121]

      Fan, Z. D.; Wei, C. H.; Yu, L. H.; Xia, Z.; Cai, J. S.; Tian, Z. N.; Zou, G. F.; Dou, S. X.; Sun, J. Y. Acs Nano 2020, 14, 867. doi: 10.1021/acsnano.9b08030

    122. [122]

      Aamir, A.; Ahmad, A.; Khan, Y.; Zia-Ur-Rehman; Ul Ain, N.; Shah, S. K.; Mehmood, M.; Zaman, B. Bull. Mater. Sci. 2020, 43, 1. doi: 10.1007/s12034-020-02249-6

    123. [123]

      Tetik, H.; Orangi, J.; Yang, G.; Zhao, K.; Mujib, S. B.; Singh, G.; Beidaghi, M.; Lin, D. Adv. Mater. 2021, 34, 2104980. doi: 10.1002/adma.202104980

    124. [124]

      Zhou, G. Q.; Li, M. C.; Liu, C. Z.; Wu, Q. L.; Mei, C. T. Adv. Funct. Mater. 2022, 32, 2109593. doi: 10.1002/adfm.202109593

    125. [125]

      Zhou, G. Q.; Liu, X. Y.; Liu, C. Z.; Li, Z. L.; Liu, C. H.; Shi, X. J.; Li, Z. Y.; Mei, C. T.; Li, M. C. J. Mater. Chem. A 2024, 12, 3734. doi: 10.1039/d3ta06925g

    126. [126]

      Shang, T. X.; Lin, Z. F.; Qi, C. S.; Liu, X. C.; Li, P.; Tao, Y.; Wu, Z. T.; Li, D. W.; Simon, P.; Yang, Q. H. Adv. Funct. Mater. 2019, 29, 1903960. doi: 10.1002/adfm.201903960

    127. [127]

      Xu, Y. X.; Lin, Z. Y.; Zhong, X.; Huang, X. Q.; Weiss, N. O.; Huang, Y.; Duan, X. F. Nat. Commun. 2014, 5, 4554. doi: 10.1038/ncomms5554

    128. [128]

      Choi, B. G.; Yang, M.; Hong, W. H.; Choi, J. W.; Huh, Y. S. Acs Nano 2012, 6, 4020. doi: 10.1021/nn3003345

    129. [129]

      Li, K.; Wang, X.; Li, S.; Urbankowski, P.; Li, J.; Xu, Y.; Gogotsi, Y. Small 2020, 16, 1906851. doi: 10.1002/smll.201906851

    130. [130]

      Chen, C. M.; Zhang, Q.; Huang, C. H.; Zhao, X. C.; Zhang, B. S.; Kong, Q. Q.; Wang, M. Z.; Yang, Y. G.; Cai, R.; Su, D. S. ChCom 2012, 48, 7149. doi: 10.1039/c2cc32189k

    131. [131]

      Yang, X.; Wang, Q.; Zhu, K.; Ye, K.; Wang, G. L.; Cao, D. X.; Yan, J. Adv. Funct. Mater. 2021, 31, 2101087. doi: 10.1002/adfm.202101087

    132. [132]

      Patil, A. M.; Wang, J. J.; Li, S. S.; Hao, X. Q.; Du, X.; Wang, Z. D.; Hao, X. G.; Abudula, A.; Guan, G. Q. Chem. Eng. J. 2021, 421, 127883. doi: 10.1016/j.cej.2020.127883

    133. [133]

      Kong, J.; Yang, H. C.; Guo, X. Z.; Yang, S. L.; Huang, Z. S.; Lu, X. C.; Bo, Z.; Yan, J. H.; Cen, K. F.; Ostrikov, K. K. ACS Energy Lett. 2020, 5, 2266. doi: 10.1021/acsenergylett.0c00704

    134. [134]

      Shao, Y. L.; El-Kady, M. F.; Lin, C. W.; Zhu, G. Z.; Marsh, K. L.; Hwang, J. Y.; Zhang, Q. H.; Li, Y. G.; Wang, H. Z.; Kaner, R. B. Adv. Mater. 2016, 28, 6719. doi: 10.1002/adma.201506157

    135. [135]

      Xia, P.; Zhang, Z.; Tang, Z.; Xue, Y.; Li, J.; Yang, G. Molecules 2022, 27, 376. doi: 10.3390/molecules27020376

    136. [136]

      Mochizuki, D.; Tanaka, R.; Makino, S.; Ayato, Y.; Sugimoto, W. ACS Appl. Energy Mater. 2019, 2, 1033. doi: 10.1021/acsaem.8b01478

    137. [137]

      Qian, O.; Lin, D.; Zhao, X. L.; Han, F. M. Chem. Lett. 2019, 48, 824. doi: 10.1246/cl.190218

    138. [138]

      Yu, Y. F.; Zhang, H. P.; Xie, Y. Q.; Jiang, F.; Gao, X.; Bai, H.; Yao, F.; Yue, H. Y. Chem. Eng. J. 2024, 482, 149063. doi: 10.1016/j.cej.2024.149063

    139. [139]

      Zhang, J. Z.; Uzun, S.; Seyedin, S.; Lynch, P. A.; Akuzum, B.; Wang, Z. Y.; Qin, S.; Alhabeb, M.; Shuck, C. E.; Lei, W. W.; et al. ACS Cent. Sci. 2020, 6, 254. doi: 10.1021/acscentsci.9b01217

    140. [140]

      Lee, C.; Park, S. M.; Kim, S.; Choi, Y. S.; Park, G.; Kang, Y. C.; Koo, C. M.; Kim, S. J.; Yoon, D. K. Nat Commun 2022, 13, 5615. doi: 10.1038/s41467-022-33337-2

    141. [141]

      Jang, G. G.; Song, B.; Li, L. Y.; Keum, J. K.; Jiang, Y. D.; Hunt, A.; Moon, K. S.; Wong, C. P.; Hu, M. Z. Nano Energy 2017, 32, 88. doi: 10.1016/j.nanoen.2016.12.016

    142. [142]

      Tang, X. W.; Zhou, H.; Cai, Z. C.; Cheng, D. D.; He, P. S.; Xie, P. W.; Zhang, D.; Fan, T. X. Acs Nano 2018, 12, 3502. doi: 10.1021/acsnano.8b00304

    143. [143]

      Tagliaferri, S.; Panagiotopoulos, A.; Mattevi, C. Mater. Adv. 2021, 2, 540. doi: 10.1039/d0ma00753f

    144. [144]

      Yao, B.; Chandrasekaran, S.; Zhang, H. Z.; Ma, A.; Kang, J. Z.; Zhang, L.; Lu, X. H.; Qian, F.; Zhu, C.; Duoss, E. B.; et al. Adv. Mater. 2020, 32, 1906652. doi: 10.1002/adma.201906652

    145. [145]

      Corker, A.; Ng, H. C.; Poole, R. J.; Garcia-Tunon, E. Soft Matter 2019, 15, 1444. doi: 10.1039/c8sm01936c

    146. [146]

      Yun, X. W.; Lu, B. C.; Xiong, Z. Y.; Jia, B.; Tang, B.; Mao, H. N.; Zhang, T.; Wang, X. G. RSC Advances 2019, 9, 29384. doi: 10.1039/c9ra04882k

    147. [147]

      Tagliaferri, S.; Nagaraju, G.; Panagiotopoulos, A.; Och, M.; Cheng, G.; Iacoviello, F.; Mattevi, C. Acs Nano 2021, 15, 15342. doi: 10.1021/acsnano.1c06535

    148. [148]

      Jakus, A. E.; Secor, E. B.; Rutz, A. L.; Jordan, S. W.; Hersam, M. C.; Shah, R. N. Acs Nano 2015, 9, 4636. doi: 10.1021/acsnano.5b01179

    149. [149]

      Zhu, C.; Han, T. Y.; Duoss, E. B.; Golobic, A. M.; Kuntz, J. D.; Spadaccini, C. M.; Worsley, M. A. Nat. Commun. 2015, 6, 6962. doi: 10.1038/ncomms7962

    150. [150]

      Zhang, L. L.; Qin, J. Q.; Das, P.; Wang, S.; Bai, T. S.; Zhou, F.; Wu, M. B.; Wu, Z. S. Adv. Mater. 2024, 36, 2313930. doi: 10.1002/adma.202313930

    151. [151]

      Li, K.; Zhao, J.; Zhussupbekova, A.; Shuck, C. E.; Hughes, L.; Dong, Y. Y.; Barwich, S.; Vaesen, S.; Shvets, I. V.; Möbius, M.; Schmitt, W.; et al. Nat. Commun. 2022, 13, 6884. doi: 10.1038/s41467-022-34583-0

    152. [152]

      Xu, Y.; Sheng, K.; Li, C.; Shi, G. ACS nano 2010, 4, 4324. doi: 10.1021/nn101187z

    153. [153]

      Chen, W. F.; Yan, L. F. Nanoscale 2011, 3, 3132. doi: 10.1039/c1nr10355e

    154. [154]

      Tao, Y.; Kong, D.; Zhang, C.; Lv, W.; Wang, M. X.; Li, B. H.; Huang, Z. H.; Kang, F. Y.; Yang, Q. H. Carbon 2014, 69, 169. doi: 10.1016/j.carbon.2013.12.003

    155. [155]

      Li, L.; Zhang, M. Y.; Zhang, X. T.; Zhang, Z. G. J. Power Sources 2017, 364, 234. doi: 10.1016/j.jpowsour.2017.08.029

    156. [156]

      Deng, Y. Q.; Shang, T. X.; Wu, Z. T.; Tao, Y.; Luo, C.; Liang, J. C.; Han, D. L.; Lyu, R. Y.; Qi, C. S.; Lv, W.; et al. Adv. Mater. 2019, 31, e1902432. doi: 10.1002/adma.201902432

    157. [157]

      Yang, X. W.; Cheng, C.; Wang, Y. F.; Qiu, L. B.; Li, D. Science 2013, 341, 534. doi: 10.1126/science.123908

    158. [158]

      Tao, Y.; Xie, X.; Lv, W.; Tang, D. M.; Kong, D.; Huang, Z.; Nishihara, H.; Ishii, T.; Li, B.; Golberg, D.; et al. Sci. Rep. 2013, 3, 2975. doi: 10.1038/srep02975

    159. [159]

      Wu, Z.; Deng, Y.; Yu, J.; Han, J.; Shang, T.; Chen, D.; Wang, N.; Gu, S.; Lv, W.; Kang, F.; et al. Adv. Mater. 2023, 35, 2300580. doi: 10.1002/adma.202300580

    160. [160]

      Wu, Z. T.; Liu, X. C.; Shang, T. X.; Deng, Y. Q.; Wang, N.; Dong, X. M.; Zhao, J.; Chen, D. R.; Tao, Y.; Yang, Q. H. Adv. Funct. Mater. 2021, 31, 2102874. doi: 10.1002/adfm.202102874

    161. [161]

      Yan, J.; Ren, C. E.; Maleski, K.; Hatter, C. B.; Anasori, B.; Urbankowski, P.; Sarycheva, A.; Gogotsi, Y. Adv. Funct. Mater. 2017, 27, 1701264. doi: 10.1002/adfm.201701264

    162. [162]

      Wang, H.; Li, J. M.; Kuai, X. X.; Bu, L. M.; Gao, L. J.; Xiao, X.; Gogotsi, Y. Adv. Energy Mater. 2020, 10, 2001411. doi: 10.1002/aenm.202001411

    163. [163]

      Tang, J.; Mathis, T.; Zhong, X.; Xiao, X.; Wang, H.; Anayee, M.; Pan, F.; Xu, B.; Gogotsi, Y. Adv. Energy Mater. 2020, 11, 2003025. doi: 10.1002/aenm.202003025

    164. [164]

      Chen, W. S.; Gu, J. J.; Liu, Q. L.; Yang, M. Z.; Zhan, C.; Zang, X. N.; Pham, T. A.; Liu, G. X.; Zhang, W.; Zhang, D.; et al. Nat. Nanotechnol. 2021, 17, 153. doi: 10.1038/s41565-021-01020-0

    165. [165]

      Xiao, K. F.; Liang, J. X.; Liu, H. B.; Yang, T. M.; Han, J. W.; Fang, R. P.; Xu, H. Y.; Yang, Q. H.; Wang, D. W. ACS Energy Lett. 2024, 9, 2564. doi: 10.1021/acsenergylett.4c00770

    166. [166]

      Du, X. Y.; Jiang, W. J.; Zu, L. H.; Feng, D. S.; Wang, X.; Li, M. G.; Wang, P. Y.; Cao, Y.; Wang, Y. F.; Liang, Q. H.; et al. Energy Storage Mater. 2025, 74, 103969. doi: 10.1016/j.ensm.2024.103969

    167. [167]

      Xu, Y. X.; Chen, C. Y.; Zhao, Z. P.; Lin, Z. Y.; Lee, C.; Xu, X.; Wang, C.; Huang, Y.; Shakir, M. I.; Duan, X. F. Nano Lett. 2015, 15, 4605. doi: 10.1021/acs.nanolett.5b01212

    168. [168]

      Kumar, R.; Oh, J. H.; Kim, H. J.; Jung, J. H.; Jung, C. H.; Hong, W. G.; Kim, H. J.; Park, J. Y.; Oh, I. K. ACS nano 2015, 9, 7343. doi: 10.1021/acsnano.5b02337

    169. [169]

      Villarreal, R.; Lin, P. C.; Zarkua, Z.; Bana, H.; Tsai, H. C.; Auge, M.; Junge, F.; Hofsäss, H.; Tosi, E.; De Feyter, S.; et al. Carbon 2023, 203, 590. doi: 10.1016/j.carbon.2022.12.005

  • 加载中
计量
  • PDF下载量:  1
  • 文章访问数:  243
  • HTML全文浏览量:  54
文章相关
  • 发布日期:  2025-06-15
  • 收稿日期:  2024-12-13
  • 接受日期:  2025-02-13
  • 修回日期:  2025-02-09
通讯作者: 陈斌, bchen63@163.com
  • 1. 

    沈阳化工大学材料科学与工程学院 沈阳 110142

  1. 本站搜索
  2. 百度学术搜索
  3. 万方数据库搜索
  4. CNKI搜索

/

返回文章