用于灵活超级电容器的高离子液体含量辐射诱导相分离离离子凝
Yi Xiang Neoh1, Shawn Siu Lun Loo1, N Idayu Zahid2
1Kelip-kelip! Center of Excellence for Light Enabling Technologies, School of Energy and Chemical Engineering, Xiamen University Malaysia, Sepang, Selangor Darul Ehsan 43900, Malaysia.
ACS applied materials & interfaces
|September 30, 2025
概括
控制照射通过增加离子液体含量来提高离子凝的导电性和稳定性. 这种方法提高了灵活的超级电容器和传感器的性能,克服了以前的限制.
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
- 聚合物科学 聚合物科学
背景情况:
- 含有高离子液体 (IL) 的离子凝在平衡离子导电性与结构完整性方面存在挑战.
- 聚合诱导相分离 (PIPS) 改善了电离凝的性能,但通常会导致有限的离子导电性和潜在的IL泄漏.
- 现有的方法难以最大限度地提高IL含量以提高导电性,而不会损害机械稳定性.
研究的目的:
- 开发一种新的策略,以增加离子凝中的离子液体含量,以增强离子导电性.
- 为了研究可控照射和PIPS对电离凝性质的联合作用.
- 为了证明电化学设备,特别是灵活的超级电容器和传感器中离子凝的改进性能.
主要方法:
- 使用聚合诱导相分离 (PIPS) 制造离子凝.
- 应用受控照射来修改离子凝结构和IL含量.
- 离子导电性,结构完整性和机械性能的表征.
- 使用开发的离子凝制造和测试灵活的超级电容器设备.
主要成果:
- 控制照射显著增加了离子凝的离子液体含量和交叉链密度.
- 离子凝呈现出增强的离子导电性 (5.51 ± 0.31 mS/cm对于[EMIM][BF4]),是PIPS离子凝报告的最高值之一.
- 灵活的超级电容器表现出高的特异电容 (103 F/g),能量密度 (122 Wh/kg) 和功率密度 (2928 W/kg).
- 这些设备保持了出色的电容保持率 (93%在30,000次循环后) 和在变形时的机械稳定性.
结论:
- 与PIPS相结合的可控照射是一种有效的策略,通过增加IL含量,同时保持结构完整性,来提高离子凝中的离子导电性.
- 开发的离子凝对灵活和可穿戴电子设备 (如超级电容器和传感器) 的先进应用非常有前途.
- 这种方法克服了传统PIPS方法的局限性,使得性能和耐用性更高.
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