由于易于制造宏观和微观可编程几何形状的储能设备，3D打印越来越有前景。其中，直接墨水书写(DIW)技术提供了一种先进的制造方法，通过逐层沉积来容易地制造柔性微型超级电容器的厚电极。印刷厚电极的合理结构设计以缩短离子传输路径并提高电子转移效率是至关重要的，但非常具有挑战性，并且在很大程度上未被探索。
在这项工作中，江南大学刘天西教授和东华大学张超研究员等人使用合理设计的聚(3，4-乙烯二氧噻吩):聚苯乙烯磺酸盐(PEDOT:PSS)/MXene复合凝胶作为墨水，展示了用于制备全印刷柔性微型超级电容器的直接墨水书写3D印刷方法，无需繁琐的过程和有毒的有机添加剂。在可印刷油墨中，均匀分布的MXene纳米片可以提高PEDOT:PSS溶液的可印刷性，并且还可以调节PEDOT:PSS经历胶束到线性结构转变的互连电子结构。由此产生的3D打印微型超级电容器和集成器件可以提供特别大的面积电容、卓越的倍率性能和高循环稳定性，即使在异常变形和低温下也具有与厚度无关的电容。因此，这项研究提供了一种简单而环保的方法来制备基于导电聚合物的墨水，用于定制多尺度集成能源设备的3D打印。该工作以题为“Direct-Ink-Write 3D Printing of Programmable Micro-Supercapacitors from MXene-Regulating Conducting Polymer Inks”发表在《Advanced Energy Materials》上。
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