Stretchable Zn‐Ion Hybrid Capacitor with Hydrogel Encapsulated 3D Interdigital Structure

材料科学 超级电容器 电容 功率密度 电极 储能 电解质 电容器 光电子学 自愈水凝胶 离子电导率 纳米技术 离子 离子键合 电压 电气工程 功率(物理) 高分子化学 化学 物理 物理化学 量子力学 工程类
作者
Qian Xie,Chengjie Yi,Hanning Zhang,Huan Xia,Gang Xu,Chunyang Miao,Yang Li,Tao Shui,Wei Zhang,ZhengMing Sun
出处
期刊:Advanced Energy Materials [Wiley]
卷期号:14 (8) 被引量:39
标识
DOI:10.1002/aenm.202303592
摘要

Abstract To enhance the areal energy density of current flexible energy storage devices, hybrid capacitors combining the advantages of supercapacitors and batteries are proposed and further enhanced by incorporating the 3D interdigital structure design. However, uneven electric field distribution and hindered ion diffusion kinetics due to the non‐electroactive components in these devices limit the enhancement of areal electrochemical performances when expanding the electrodes longitudinally. Herein, hydrogels with high ionic conductivity and high mechanical stability are designed to accommodate Zn 2+ ‐containing electrolytes and integrated with Ti 3 C 2 T x ‐MXene electrodes to assemble flexible Zn‐ion hybrid capacitors (ZIHCs). Fully encapsulated by ionic conductive hydrogels, 3D interdigital electrodes enable omnidirectional ion transport and unimpeded ionic accessibility, facilitating adequate electrode reactions, rapid energy storage, and uniform energy distribution. Hence, the all‐hydrogel‐encapsulated ZIHC achieved a 50‐fold increase in capacitance with a quadrupled electrode thickness, exhibiting a large areal capacitance of 1432 mF cm −2 and an energy density of 389.7 µWh cm −2 without sacrificing power density and rate performance. Finite element simulations further illustrate the uniform distribution of potential, electric field intensity, and energy density in this structure. In addition, the device shows great stability under deformation, excellent adhesion, and underwater workability, demonstrating great promise for next‐generation wearable energy storage 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
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
谦让马里奥完成签到,获得积分10
刚刚
蒲公英那般随遇而安完成签到,获得积分10
刚刚
刚刚
Master完成签到 ,获得积分10
刚刚
1秒前
裴清发布了新的文献求助10
1秒前
科研小辣鸡完成签到,获得积分10
1秒前
1秒前
乐乐的应助被YYXS采纳,获得10
1秒前
顾矜的应助被露露采纳,获得10
1秒前
学术雷锋的应助被碎觉觉采纳,获得10
1秒前
1秒前
Lucy完成签到,获得积分10
1秒前
_罐子_完成签到,获得积分10
1秒前
bkagyin的应助被jujuju采纳,获得10
1秒前
hoax发布了新的文献求助10
2秒前
xuhangming完成签到,获得积分10
2秒前
记录者发布了新的文献求助10
2秒前
2秒前
2秒前
2秒前
小圆完成签到,获得积分10
2秒前
bkagyin的应助被bluemoon采纳,获得10
3秒前
4秒前
4秒前
爱笑的鹿完成签到,获得积分10
4秒前
欣喜的傲薇完成签到 ,获得积分10
4秒前
Hamburger完成签到 ,获得积分10
4秒前
4秒前
Z_Miaom完成签到,获得积分10
5秒前
5秒前
5秒前
kkk完成签到,获得积分10
5秒前
5秒前
5秒前
蒹葭苍苍发布了新的文献求助10
5秒前
杨锐发布了新的文献求助10
5秒前
5秒前
浮名半生发布了新的文献求助10
6秒前
惠_____发布了新的文献求助10
6秒前
高分求助中
(应助此贴封号)【重要!!请各用户(尤其是新用户)详细阅读】【科研通的精品贴汇总】 10000
Energie-Contracting 1500
Spec 401: Standards for Jet Fuel Facility and Equipment Commissioning and Flushing at Airports, 2026.1 (Original Issue) 1000
Spec 103: Standard for Jet Fuel Quality Control at Airports, Revision 2026.1 1000
Mathematical models in hydrology 1000
Klimaschutzrecht durch den Energiesektor im Mehrebenensystem – Ein Rechtsvergleich 1000
Erzählte Gnade 500
热门求助领域 (近24小时)
化学 材料科学 医学 生物 纳米技术 计算机科学 工程类 有机化学 化学工程 生物化学 物理 复合材料 内科学 催化作用 光电子学 人工智能 细胞生物学 无机化学 物理化学 数学
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 8087291
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 9500721
关于积分的说明 21421722
捐赠科研通 7658780
什么是DOI,文献DOI怎么找? 3403578
关于科研通互助平台的介绍 2532311
邀请新用户注册赠送积分活动 2442045