多孔电极机械和电学性能的调节用于具有电池级能量3D微型超级电容器的结构设计

新闻中心

首页>新闻资讯>新闻中心

2024-05-23 14:47:46

多孔电极机械和电学性能的调节用于具有电池级能量3D微型超级电容器的结构设计

微型超级电容器（MSCs）是用于物联网（IoT）和小型化电子产品的重要电源。由于活性物质的面质量负载量较低，MSCs的面能量密度往往较低，这无疑限制了MSCs的性能。构建具有精细结构、大长径比的厚平面型微电极是提高质量负荷的有效途径，但这受到多孔电极材料易碎性的严重限制。近日，西安交通大学邵金友教授，中南大学Xiangming Li报道了通过调节常见的易碎多孔电极薄膜的机械和电学性能，设计了一种具有激光构筑的具有高质量负载和大长径比的3D微电极的3D MSCs。

本文要点：

1）该方法关键的一步是通过将凝胶电解质完全填充到多孔电极中，将改善的机械性能、高电导率、有效利用表面积和快速的离子动力学结合在一起。

2）使用这种方法，普通电极和凝胶电解质能够构建出具有非普通面能量密度（1318 μWh cm⁻²）的3D MSCs，可以与性能最佳的3D锂离子微电池相媲美，这对于促进IoT的发展是非常有前途。

3）得益于凝胶电解质填充到厚电极膜中的普遍性和增强电极膜的激光烧蚀，所构建3D MSCs的方法对于不同的电极和凝胶电解质材料具有广泛的用途。

Congming Li, et al, Tuning the Mechanical and Electrical Properties of Porous Electrodes for Architecting 3D Microsupercapacitors with Batteries-Level Energy, Adv. Sci. 2021

DOI: 10.1002/advs.202004957

https://doi.org/10.1002/advs.202004957