Ny elektrodekonfiguration forbedrer den volumetriske ydeevne af superkondensatorer

Et nyt design med en skiftevis stablet elektrodekonfiguration hjalp med at forbedre den volumetriske ydeevne af superkondensatorer og opnå høj energitæthed uden at ofre effektydelsen.

Denne forskning, som introducerede den skiftevis stablede elektrodestruktur i et kompakt energilagringssystem for første gang, blev udført af prof. Han Fangming fra Institute of Solid State physics, Hefei Institutes of Physical Science og prof. WEI Bingqing fra University of Delaware, Newark, OS..

I dette arbejde, forskerne designet en alternativt flerlags stablet filmelektrodestruktur ved hjælp af Ti ₃ C ₂ T _x (MXene) film som elektroderne, og gelelektrolyt som separator.

Denne nye struktur kunne forkorte transportafstanden af ​​ioner under høje massebelastninger, og øge massebelastningen af ​​aktivt materiale i enhedsskala, uden at øge massebelastningen af ​​hver enkelt elektrode.

Dermed, superkondensatoren med den skiftevis stablede konfiguration viste ultrahøj arealkapacitans på 10,8 F cm ^-2 , høj volumetrisk energitæthed på 10,4 mWh cm ^-3 ved 75,0 mW cm ^-3 , og samtidig opretholdt høj effektydelse

"Det har de højeste værdier i et vandigt gelelektrolytsystem sammenlignet med litteraturen, " sagde prof. Han.

Med tendensen til miniaturisering og portabilitet af elektroniske enheder, det er vigtigt at forbedre den volumetriske energitæthed af elektrokemiske energilagringsenheder. Høje massebelastninger kan reducere forholdet mellem inaktive komponenter på enhedsniveau, hvilket fører til øget energitæthed samt reducerede omkostninger.

Desværre, stigningen i massebelastningerne kommer normalt på bekostning af tab i specifik kapacitans og effekttæthed.

Dette nye design kan tilbyde en ny tilgang til at opnå avanceret høj areal og volumetrisk energitæthed i elektrokemiske energilagringsenheder med høj massebelastning af aktive materialer.