AEM：飞秒激光刻蚀MXene微型超级电容器

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北科纳米可提供MXene（可定制）

随着物联网的到来，小型化的具有优异柔性的可穿戴电子和微观储能得到了广泛的关注。与微电池相比，微型超级电容器（MSCs）具有较高的功率密度与较长的循环寿命，因此在实际应用中具有很大的优势，如微电子机械系统，微纳机器人以及微驱动器等。为了得到高能量与功率密度的MSCs，很多纳米材料被用来制备MSCs。

激光技术具有灵活加工和精确图像化的优势，而且不需要任何的模板或掩膜版，可以实现一步组装MSCs集成电极。Gogotsi教授课题组报道了一种利用微妙激光刻蚀制备MXene MSCs。飞秒激光超短的脉冲持续时间可以使MoS₂MSCs的间距低至833 nm。然而，利用飞秒激光技术制备MSCs仍然处于起步阶段。

最近，哈尔滨工业大学Lijun Yang教授，Hai-Tao Fang教授与中科院金属研究所Xiaohui Wang教授在国际知名学术期刊Advanced Energy Materials上发表题目为： Femtosecond Laser-Etched MXene Microsupercapacitors with Double-Side Configuration via Arbitrary On- and Through-Substrate Connections的研究论文，通过利用飞秒激光脉冲在透明的聚对苯二甲酸乙二醇脂基底的两面进行同步刻蚀，实现了高精度的双面组装。将12个螺旋形的MSC单元与间距为10 μm的差值电极串联制备成MXene基双面MSCs，可以输出7.2 V 的高工作电压。

图1. 在PET基底一侧的MXene电极的制备及其表征。

图2. SEM中特定位置的Raman图像。

图3. 单个MXene MSC单元的电化学性能。

图4. MSC-10 μm的机械稳定性。

图5.PET基底上双面MXene MSCs的组装和图像。

图6.不同连接方式的双面MXene MSCs的电化学性能。

总的来说，所制备的MXenes 双面MSCs具有杰出的集成度，任意形状与出色的灵活性，通过在透明的PET基底的两侧进行同步分秒激光刻蚀而实现。与现有成熟技术相比，这种方法可以增强MSCs的集成水平，从对基底的一面使用到双面使用，促进了微型化可穿戴电子的进一步发展。

文献链接：

https://doi.org/10.1002/aenm.202000470.