Mechanically Robust and Highly Conductive Poly(ionic liquid)/Polyacrylamide Double-Network Hydrogel Electrolytes for Flexible Symmetric Supercapacitors with a Wide Operating Voltage Range

材料科学 超级电容器 电解质 离子液体 离子电导率 电化学 化学工程 自愈水凝胶 纳米技术 高分子化学 电极 电容 有机化学 催化作用 化学 物理化学 工程类
作者
Xianlong Wei,Tingrui Lin,Jiyuan Gao,Yang Hu,Zeyu Zhang,Jing Peng,Jiuqiang Li,Maolin Zhai
出处
期刊:ACS Applied Materials & Interfaces [American Chemical Society]
标识
DOI:10.1021/acsami.3c18818
摘要

Flexible electronic devices, such as supercapacitors (SCs), place high demands on the mechanical properties, ionic conductivity, and electrochemical stability of electrolytes. Hydrogels, which combine flexibility and the advantages of both solid and liquid electrolytes, will meet the demand. Here, we report the synthesis of novel poly(ionic liquid)/polyacrylamide double-network (DN) (PIL/PAM DN) hydrogel electrolytes containing different metal salts via a two-step γ-radiation method. The resultant Li2SO4-1.0/PIL/PAM DN hydrogel electrolyte possesses excellent mechanical properties (tensile strength of 3.64 MPa, elongation at break of 446%) and high ionic conductivity (24.1 mS·cm-1). The corresponding flexible SC based on the Li2SO4-1.0/PIL/PAM DN hydrogel electrolyte (SC-Li2SO4) presents improved ion diffusion, ideal electrochemical double-layer capacitor behavior, good rate capability, and excellent cyclic stability. Moreover, symmetric SC-Li2SO4 achieves a wide operating voltage range of up to 1.5 V, with a maximum energy density of 26.0 W h·kg-1 and a capacitance retention of 94.1% after 10,000 galvanostatic charge-discharge cycles, owing to the deactivation of free water molecules by the synergistic effect of PIL, PAM, and SO42-. Above all, the capacitance of SC-Li2SO4 is well-maintained after overcharge, overdischarge, short circuit, extreme temperature, compression, and bending tests, indicating its high security and flexibility. This work reveals the enormous application potential of PIL-based conductive hydrogel electrolytes for flexible electronic devices.
最长约 10秒,即可获得该文献文件

科研通智能强力驱动
Strongly Powered by AbleSci AI
更新
大幅提高文件上传限制,最高150M (2024-4-1)

科研通是完全免费的文献互助平台,具备全网最快的应助速度,最高的求助完成率。 对每一个文献求助,科研通都将尽心尽力,给求助人一个满意的交代。
实时播报
jiaojiao发布了新的文献求助10
1秒前
123发布了新的文献求助10
1秒前
YY发布了新的文献求助10
1秒前
今后应助平常的元蝶采纳,获得10
3秒前
科目三应助yiyizhou采纳,获得10
3秒前
lijingwen发布了新的文献求助10
4秒前
phonon发布了新的文献求助20
5秒前
黄金拉塔恩完成签到,获得积分10
7秒前
星星发布了新的文献求助20
7秒前
司空剑封完成签到,获得积分10
10秒前
慕问旋完成签到,获得积分10
12秒前
12秒前
大力便当完成签到,获得积分20
12秒前
13秒前
dbsoultaker发布了新的文献求助10
13秒前
Lucas应助young采纳,获得10
14秒前
14秒前
mhx发布了新的文献求助10
14秒前
拼搏烨霖关注了科研通微信公众号
15秒前
龙王使发布了新的文献求助10
16秒前
我在这里完成签到,获得积分10
16秒前
17秒前
单薄绮露完成签到,获得积分10
17秒前
我是老大应助llllll采纳,获得10
17秒前
Q同学发布了新的文献求助50
18秒前
fruchtjelly发布了新的文献求助10
20秒前
大力便当发布了新的文献求助10
20秒前
22秒前
科研通AI2S应助号行天下采纳,获得10
23秒前
共享精神应助...采纳,获得10
24秒前
25秒前
25秒前
合适依秋完成签到 ,获得积分10
26秒前
小武完成签到,获得积分10
26秒前
77完成签到 ,获得积分10
27秒前
27秒前
28秒前
28秒前
开心初雪完成签到,获得积分10
28秒前
28秒前
高分求助中
【本贴是提醒信息,请勿应助】请在求助之前详细阅读求助说明!!!! 20000
One Man Talking: Selected Essays of Shao Xunmei, 1929–1939 1000
The Three Stars Each: The Astrolabes and Related Texts 900
Yuwu Song, Biographical Dictionary of the People's Republic of China 800
Multifunctional Agriculture, A New Paradigm for European Agriculture and Rural Development 600
Challenges, Strategies, and Resiliency in Disaster and Risk Management 500
Bernd Ziesemer - Maos deutscher Topagent: Wie China die Bundesrepublik eroberte 500
热门求助领域 (近24小时)
化学 材料科学 医学 生物 有机化学 工程类 生物化学 纳米技术 物理 内科学 计算机科学 化学工程 复合材料 遗传学 基因 物理化学 催化作用 电极 光电子学 量子力学
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 2481403
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 2144128
关于积分的说明 5468461
捐赠科研通 1866532
什么是DOI,文献DOI怎么找? 927668
版权声明 563032
科研通“疑难数据库(出版商)”最低求助积分说明 496371