DOI: 10.1002/adfm.202010944
全温度全固态柔性对称纤维超级电容器（FSCs）是使用蒙脱土薄片/聚乙烯醇有机水凝胶（F-MMT/PVA OHGE）作为电解质和隔膜，Ti3C2Tx/ANF-5％（T/A-5）纤维作为电极组装而成的，其中以分层Ti3C2Tx纳米片为组装单元，5％芳族聚酰胺纳米纤维（ANF）为功能性添加剂，采用湿法纺丝在含0.5m FeCl2溶液的凝固浴中制备了T/A-5纤维。T/A-5杂化纤维在3m H2SO4电解质中的比容量为807F/cm3，机械强度为104MPa，电导率为1025S/cm。经1万次充/放电循环后，组装的F-MMT/PVA OHGE T/A-5 FSC在5A/cm3的电流密度下不仅显示出295F/cm3的比电容和91％的电容保持率，而且其最大体积能量密度为26.2mWh/cm3。同时，组装后的器件在-40至80℃的较宽温度范围内具有良好的柔性和出色的电容性能，FSC的电化学性能在不同弯曲度下得以保持。这项研究为设计和组装全温度全固态对称柔性FSCs提供了一种有效的策略，在电容性能和柔性之间达到最佳平衡。
图1.a）柔性Ti3C2Tx/ANF杂化纤维的制备示意图，b）前驱体Ti3AlC2、ml-Ti3C2Tx粉末和干燥d-Ti3C2Tx的XRD图谱，c）d-Ti3C2Tx悬浮液的数字图像，d）d-Ti3C2Tx的TEM和e）HR-TEM图像，f）PPTA的FE-SEM图像，g）PPTA和ANF的拉曼光谱，以及h）ANF悬浮液的数字图像和i）TEM图像。
图2.Ti3C2Tx墨水（20mg/mL）的流变特性：a）粘度和剪切速率之间的关系，b）Ti3C2Tx墨水的剪切应力与剪切速率的关系，以及c）Ti3C2Tx墨水的储能模量（G'）和损耗模量（G”）（插图：Ti3C2Tx墨水的G'/G”比值与频率的函数关系），d）Ti3C2Tx基纤维的形成机理，e）T/A-5纤维的FE-SEM以及相应的Ti、C和O元素映射图，f）具有不同ANF量的T/A纤维的XRD图谱，g）Ti3C2Tx纤维、ANF膜和T/A-5纤维的FT-IR光谱。
图3.电化学性能和柔性表征：a）具有不同ANF量的T/A纤维电极在100mV/s下的CV曲线，b）3A/cm3时的GCD曲线，c）电容与电流密度的关系，d）奈奎斯特图，e）拉伸强度-应变曲线，f）20-200mV/s时的CV曲线，g）3-15A/cm3时的GCD曲线，h）T/A-5纤维的可编织性，光学图像显示该纤维可以支持一辆50g的车，i）将最大拉伸强度和电导率与以前的MXene基杂化纤维进行比较。
图4.a）F-MMT/PVA水凝胶电解质的制备过程示意图，b）在各种条件下柔性轻质F-MMT/PVA膜的光学图像，c）F-MMT/PVA膜的表面FE-SEM图像（插图为高分辨率图像）和d）横截面FE-SEM图像，e）氮气气氛下F-MMT、PVA和F-MMT/PVA材料的TGA分析，f）DMSO/H2O二元溶剂电解质的DSC分析，其中χDMSO=0.3，g）凝固点与DMSO摩尔分数的关系，h）具有不同χDMSO的DMSO/H2O二元溶剂的局部拉曼光谱。
图5.F-MMT/PVA OHGE T/A-5 FSC与PVA HGE T/A-5 FSC的电化学性能比较：a）F-MMT/PVA OHGE T/A-5 FSC的组装示意图，b）奈奎斯特图，c）低频下Z'与ω-1/2的线性拟合，d）扫描速率为20mV/s时的CV曲线；e）电流密度为0.25A/cm3时的GCD曲线，f）电容与电流密度的函数关系，g）F-MMT/PVA OHGE T/A-5 FSC和PVA HGE T/A-5 FSC在5A/cm3下进行10000次循环后的循环稳定性。
图6.电解质的溶剂化能与χDMSO的关系。
图7.F-MMT/PVA OHGE T/A-5 FSC在全温度下的电化学性能和在不同温度下的柔性：a）F-MMT/PVA OHGE的温度依赖性离子电导率，b）扫描速率为50mV/s时的CV曲线，c）电流密度为1A/cm3时的GCD曲线，d）循环次数与比容量之间的关系，e）体积能量密度（EV）和体积功率密度（PV）与温度的函数关系，f）在室温下与其他报告的MXene基FCSs相比较的Ragone图，g）在不同曲线半径处的光学照片，h）在不同曲线半径处的CV曲线，以及i）F-MMT/PVA OHGE T/A-5 FSC在180°下弯曲100次后的电容保持曲线（插图为初始和100次弯曲的CV曲线）。
图8.各种电解质的综合性能雷达图。
