3D打印高面能量密度平面内微型超级电容器：为自供电传感器赋能

本文展示了利用3D打印技术在高多孔激光素描石墨烯（LSG）集流体上制备MXene负极与普鲁士蓝（PBA）正极的平面内混合微型超级电容器（MSC）。该器件实现了282.7 mF/cm2的面电容和88.34 μWh/cm2的高面能量密度，为无线传感器和微型设备提供了高性能储能解决方案。

　　

Highlight

墨水的浓度是任何采用挤出技术的3D打印工艺中最关键的元素。适用于3D打印的墨水在很大程度上取决于溶剂与颗粒的相互作用、其流动特性、对基底的润湿能力以及溶剂的蒸发速率^{13, 33, 34, 35}。在此，我们通过精心优化的球磨工艺来制备各自电极材料的高浓度墨水，以确保达到最高标准。

Results and discussion

墨水的浓度是任何采用挤出技术的3D打印工艺中最关键的元素。适用于3D打印的墨水在很大程度上取决于溶剂与颗粒的相互作用、其流动特性、对基底的润湿能力以及溶剂的蒸发速率。在此，我们通过精心优化的球磨工艺来制备各自电极材料的高浓度墨水，以确保达到最高标准。

Conclusion

本研究表明，使用3D打印将电极墨水涂覆到集流体上——特别是用于平面内微型超级电容器（MSC）的激光素描石墨烯（LSG）和用于三明治结构超级电容器的碳纸——提供了一种实用且浪费最少的方法。该方法能够制造出具有优异倍率性能的高性能器件。MXene和普鲁士蓝（PBA）在2 M H₂SO₄电解液中分别用作负极和正极。3D打印的平面内...