Montering av superkondensatorn med en växelvis staplad elektrodkonfiguration. Kredit:PAN Qijuan
En ny design med en växelvis staplad elektrodkonfiguration bidrog till att förbättra den volymetriska prestandan hos superkondensatorer och uppnå hög energitäthet utan att offra effektprestanda.
Denna forskning, som introducerade den växelvis staplade elektrodstrukturen i ett kompakt energilagringssystem för första gången, genomfördes av prof. Han Fangming från Institutet för fast tillståndsfysik, Hefei Institutes of Physical Science och prof. WEI Bingqing från University of Delaware, Newark, U.S.A.
I det här arbetet, forskarna designade en växelvis flerskikts staplad filmelektrodstruktur med hjälp av Ti 3 C 2 T x (MXene) filmer som elektroderna, och gelelektrolyt som separator.
Denna nya struktur kan förkorta transportsträckan för joner under höga massbelastningar, och öka massbelastningen av aktivt material i enhetsskala, utan att öka massbelastningarna för varje enskild elektrod.
Således, superkondensatorn med den växelvis staplade konfigurationen visade ultrahög ytkapacitans på 10,8 F cm -2 , hög volymetrisk energitäthet på 10,4 mWh cm -3 vid 75,0 mW cm -3 , och bibehöll samtidigt hög effektprestanda
"Det har de högsta värdena i ett vattenhaltigt gelelektrolytsystem jämfört med litteraturen, " sa prof. Han.
Med trenden av miniatyrisering och portabilitet av elektroniska enheter, det är väsentligt att förbättra den volymetriska energitätheten hos elektrokemiska energilagringsanordningar. Höga massbelastningar kan minska förhållandet av inaktiva komponenter på enhetsnivå, vilket leder till ökad energitäthet såväl som minskade kostnader.
Tyvärr, ökningen av massbelastningarna sker vanligtvis på bekostnad av förluster i specifik kapacitans och effekttäthet.
Denna nya design skulle kunna erbjuda ett nytt tillvägagångssätt för att uppnå avancerad hög areal och volymetrisk energitäthet i elektrokemiska energilagringsenheter med hög massbelastning av aktiva material.
