Triple-network hydrogel polymer electrolytes: enabling flexible and robust supercapacitors for extreme conditions

超级电容器 电解质 聚合物网络 材料科学 自愈水凝胶 聚合物电解质 聚合物 纳米技术 化学工程 高分子化学 化学 复合材料 工程类 电极 电容 离子电导率 物理化学
作者
J. H. Je,U Hyeok Choi
出处
期刊:Chemical Engineering Journal [Elsevier]
卷期号:483: 149386-149386
标识
DOI:10.1016/j.cej.2024.149386
摘要

Hydrogel electrolytes are known for their flexibility and high ionic conductivity, but suffer from mechanical and ion transporting issues at sub-zero temperatures and high-voltage energy storage. To address this, we prepare triple-network hydrogel polymer electrolytes (TNPEs) using single hydrophilic monomer, two hydrophobic monomers, and LiCl salts, via one-step thermal radical polymerization, forming chemically/physically/ionically cross-linked networks. We thoroughly investigate the influence of the distinctive triple networks on the anti-freezing, anti-dehydration, recovery, and adhesion properties of TNPEs using experimental and computational methods. Remarkably, TNPE displays exceptional performance even at sub-zero temperatures, exhibiting outstanding ionic conductivity (5.6 × 10−3 S/cm at −30 ℃), alongside stable mechanical traits and enhanced water retention (80 % after 20 days). The resultant TNPE-based flexible supercapacitors, assembled with activated carbon electrodes, showcase excellent stability under high voltage (2.25 V), boasting superior specific capacitance (24 F/g), energy density (17 Wh/kg), and power density (671 W/kg). The device retains steady electrochemical performance with ∼ 100 % capacitance retention under mechanical deformation (bending and folding) and exhibits stable operation at low temperatures (-30 ℃), thanks to strong electrode–electrolyte adhesion (55 J/m2). Hence, TNPE, capturing both electrochemical and mechanical properties, is expected to provide new insights and opportunities for a new generation of flexible energy storage devices in challenging environments.
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
幽默不愁发布了新的文献求助10
刚刚
danbome完成签到,获得积分10
1秒前
6秒前
6秒前
困了就睡发布了新的文献求助10
7秒前
7秒前
FashionBoy应助机器爱学习采纳,获得10
7秒前
CCC完成签到 ,获得积分10
8秒前
9秒前
10秒前
万能图书馆应助称心冰枫采纳,获得10
10秒前
llz发布了新的文献求助10
10秒前
11秒前
旦丁洋发布了新的文献求助10
13秒前
东方诩发布了新的文献求助10
14秒前
图兰发布了新的文献求助10
14秒前
xly发布了新的文献求助10
15秒前
热乎乎的小空气完成签到,获得积分10
17秒前
困了就睡完成签到,获得积分10
17秒前
eleven发布了新的文献求助10
17秒前
20秒前
Hao应助wkw采纳,获得10
21秒前
我是老大应助迷路的阳阳采纳,获得10
21秒前
22秒前
23秒前
xly完成签到,获得积分10
25秒前
wjx发布了新的文献求助10
26秒前
呼fu呼完成签到,获得积分10
27秒前
ljpsjdsm发布了新的文献求助10
27秒前
Ava应助科研通管家采纳,获得10
28秒前
COCO发布了新的文献求助10
28秒前
今后应助科研通管家采纳,获得20
28秒前
Owen应助科研通管家采纳,获得10
28秒前
29秒前
eleven完成签到,获得积分10
29秒前
光年之外完成签到,获得积分10
30秒前
30秒前
whyhanano完成签到,获得积分10
32秒前
Maestro_S应助eleven采纳,获得10
33秒前
36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
comprehensive molecular insect science 1000
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
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 2481528
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 2144233
关于积分的说明 5468925
捐赠科研通 1866744
什么是DOI,文献DOI怎么找? 927751
版权声明 563039
科研通“疑难数据库(出版商)”最低求助积分说明 496382