A high-strength, environmentally stable, and recyclable starch/PVA organohydrogel electrolyte for flexible all-solid-state supercapacitor

超级电容器 电解质 淀粉 环境友好型 固态 化学工程 材料科学 化学 复合材料 有机化学 电化学 工程类 电极 生物 生态学 物理化学
作者
He Li,Jinquan Wang,Sen Weng,Xiancai Jiang
出处
期刊:Carbohydrate Polymers [Elsevier BV]
卷期号:306: 120587-120587 被引量:67
标识
DOI:10.1016/j.carbpol.2023.120587
摘要

Hydrogel electrolytes have shown great promise in the field of flexible energy storage. However, the conventional hydrogel electrolytes have poor mechanical properties and are not recyclable. In addition, conventional hydrogel electrolytes cannot adapt to low and high temperature operating environments. In this study, starch/PVA/dimethyl sulfoxide/CaCl2 (SPDC) organohydrogel was prepared by the freezing-thawing method. Dimethyl sulfoxide (DMSO) and CaCl2 was introduced to enhance the mechanical properties and widen the working temperature range of the starch/PVA hydrogel. The SPDC organohydrogel had high strength, toughness and good recyclability. The SPDC organohydrogel and the recycled SPDC organohydrogel was used as the electrolyte to assemble the flexible supercapacitor with activated carbon as the electrode. The supercapacitor prepared by SPDC organohydrogel electrolyte exhibited high areal capacitance of 156.50 mF/cm2 at a current density of 1 mA/cm2 and high capacitance retention rate of 82.23 % after 8000 cycles of charging and discharging. The supercapacitor prepared by the recycled organohydrogel electrolyte exhibited a high capacitance retention rate of 97.58 %. In addition, the supercapacitor could withstand different angular bending shapes and had wide temperature adaptability from −20 °C to 80 °C. The work provided a new version for the development of “green” hydrogel electrolyte for all-solid-state supercapacitor.
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