3D打印超级电容器利用基于PEDOT的树脂和聚合物凝电解质
Valentina Bertana1, Giorgio Scordo2, Elena Camilli1
1Department of Applied Science and Technology (DISAT), Polytechnic of Turin, Corso Duca degli Abruzzi 24, 10129 Torino, Italy.
Polymers
|June 28, 2023
概括
这项研究引入了一种用于3D打印超级电容器的新型树脂,使用立体立体印刷. 开发的材料可以制造具有竞争力的能量密度的功能性储能设备.
科学领域:
- 材料科学 材料科学 材料科学
- 电化学 电化学 电化学
- 添加剂制造 添加剂制造 添加剂制造
背景情况:
- 对可再生能源和物联网 (IoT) 设备的日益增长的需求需要先进的储能解决方案.
- 增材制造 (AM) 为便携式储能提供了定制,但与直接墨水写作等技术存在分辨率限制.
- 微米精度对于制造高性能,小型化的储能设备至关重要.
研究的目的:
- 开发和表征一种用于立体石刻 (SL) 3D打印超级电容器 (SC) 的新型树脂.
- 创建一个可打印,UV可固化的导电复合材料,用于制造3D能量存储电极.
- 为了评估3D打印电极的电气和电化学性能,在一个数字化设备架构中.
主要方法:
- 通过混合聚3,4-乙烯二氧化 (PEDOT) 与聚乙烯甘 (PEGDA) 二烯酸盐 (PEGDA) 来开发可耐紫外线的导电复合树脂.
- 使用立体石版 (SL) 3D打印工艺与开发的树脂制造超级电容电极.
- 对3D打印电极的电导度测量和电化学表征.
主要成果:
- 开发的树脂在导电聚合物 (200 mS/cm) 范围内表现出电导率.
- 3D打印的超级电容器设备实现了0.68μWh/cm2的能量密度,与文献价值相当.
- 立体石刻工艺使得功能电极的制造具有微米精度.
结论:
- 一种新的,可打印和UV可固化的导电树脂已成功开发用于SL 3D超级电容的打印.
- 开发的材料和工艺适合制造具有竞争性性能的功能性储能设备.
- 这一进步为定制和便携式储能解决方案带来了潜力.
