Nieuwe elektrodeconfiguratie verbetert de volumetrische prestaties van supercondensatoren

Een nieuw ontwerp met een afwisselend gestapelde elektrodeconfiguratie hielp om de volumetrische prestaties van supercondensatoren te verbeteren en een hoge energiedichtheid te bereiken zonder in te leveren op vermogensprestaties.

Dit onderzoek, dat voor het eerst de afwisselend gestapelde elektrodestructuur in een compact energieopslagsysteem introduceerde, werd uitgevoerd door prof.Han Fangming van het Institute of Solid State Physics, Hefei Institutes of Physical Science en prof.WEI Bingqing van University of Delaware. , Newark, VS.

In dit werk ontwierpen de onderzoekers een afwisselend meerlagige gestapelde filmelektrodestructuur met behulp van Ti₃C₂T_X (MXene) films als elektroden en gelelektrolyt als separator.

Deze nieuwe structuur zou de transportafstand van ionen onder hoge massa-ladingen kunnen verkorten, en de massa-lading van actief materiaal op apparaatschaal kunnen verhogen, zonder de massa-ladingen van elke afzonderlijke elektrode te vergroten.

De supercondensator met de afwisselend gestapelde configuratie vertoonde dus een ultrahoge oppervlaktecapaciteit van 10,8 F cm^-2, hoge volumetrische energiedichtheid van 10,4 mWh cm^-3 bij 75,0 mW cm^-3, en tegelijkertijd gehandhaafd op hoog vermogen

“Het heeft de hoogste waarden in een waterig gelelektrolytsysteem in vergelijking met de literatuur”, zei prof. Han.

Met de trend van miniaturisatie en draagbaarheid van elektronische apparaten, is het essentieel om de volumetrische energiedichtheid van elektrochemische energieopslagapparaten te verbeteren. Hoge massabelastingen kunnen de inactieve componentverhouding op apparaatniveau verlagen, wat leidt tot een hogere energiedichtheid en lagere kosten.

Helaas gaat de toename van de massabelastingen meestal ten koste van verliezen in specifieke capaciteit en vermogensdichtheid.

Dit nieuwe ontwerp zou een nieuwe benadering kunnen bieden om geavanceerde hoge oppervlakte- en volumetrische energiedichtheid te bereiken in elektrochemische energieopslagapparaten met hoge massabelastingen van actieve materialen.