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Supported Ionic Liquid Gel Membrane Electrolytes for Flexible Supercapacitors
Advanced Energy Materials ( IF 24.4 ) Pub Date : 2018-02-01 , DOI: 10.1002/aenm.201702702 Xiaomin Zhang 1, 2 , Mega Kar 1 , Tiago C. Mendes 1 , Youting Wu 2 , Douglas R. MacFarlane 1
Advanced Energy Materials ( IF 24.4 ) Pub Date : 2018-02-01 , DOI: 10.1002/aenm.201702702 Xiaomin Zhang 1, 2 , Mega Kar 1 , Tiago C. Mendes 1 , Youting Wu 2 , Douglas R. MacFarlane 1
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In this work, a novel and easy‐to‐use methodology is developed to prepare supported ionic liquid gel membranes (SILGMs) by incorporating ionogels into commercial porous supports, to use as both electrolytes and separators for supercapacitors. Macroscopic sol–gel transition temperature, Fourier transform infrared spectra, and thermal behaviors of the ionogels are systematically investigated. Ionic conductivities of the ionogels and SILGMs are measured from 25 to 100 °C. The ionic conductivities of the ionogels are lower by one order of magnitude once they are incorporated into the supports. Nonetheless, the ionic conductivity of the SILGMs has reached the practical application level required for energy storage and conversion devices. Furthermore, the stability and flexibility of SILGMs are investigated as flexible electrolytes for supercapacitor devices (see Video in the Supporting Information). Charge–discharge cycling of symmetric supercapacitors based on the SILGMs reveal specific capacitance as high as 153 F g−1 at 0.1 A g−1, and remain at 101 F g−1 at 10 A g−1. The capacitance retention after 10 000 charge–discharge cycles at 5.0 A g−1 is as high as 97%, demonstrating excellent cycle stability of the device. The studies suggest that SILGMs are promising candidates for stable, high performance, and flexible energy storage and conversion devices that could be made by high volume roll‐to‐roll processing.
中文翻译：
用于柔性超级电容器的受支持的离子液体凝胶膜电解质
在这项工作中，开发了一种新颖且易于使用的方法，可通过将离子凝胶掺入市售多孔载体中来制备负载型离子液体凝胶膜（SILGM），以用作超级电容器的电解质和隔板。系统地研究了宏观的溶胶-凝胶转变温度，傅立叶变换红外光谱和离子凝胶的热行为。离子凝胶和SILGM的离子电导率是在25至100°C的温度范围内测量的。一旦将它们结合到载体中，离子凝胶的离子电导率就会降低一个数量级。尽管如此，SILGMs的离子电导率已达到储能和转换设备所需的实际应用水平。此外，SILGM的稳定性和柔韧性已作为超级电容器设备的柔性电解质进行了研究（请参阅支持信息中的视频）。基于SILGM的对称超级电容器的充放电循环揭示了高达153 F g的比电容-1 0.1 A G -1，并保持在101 F G -1以10 A G -1。在5.0 A g -1下进行10000次充放电循环后，电容保持率高达97％，这表明该器件具有出色的循环稳定性。研究表明，SILGMs是稳定，高性能，灵活的储能和转换设备的有希望的候选者，这些设备可以通过大批量卷对卷加工制成。
更新日期：2018-02-01
中文翻译：
用于柔性超级电容器的受支持的离子液体凝胶膜电解质
在这项工作中，开发了一种新颖且易于使用的方法，可通过将离子凝胶掺入市售多孔载体中来制备负载型离子液体凝胶膜（SILGM），以用作超级电容器的电解质和隔板。系统地研究了宏观的溶胶-凝胶转变温度，傅立叶变换红外光谱和离子凝胶的热行为。离子凝胶和SILGM的离子电导率是在25至100°C的温度范围内测量的。一旦将它们结合到载体中，离子凝胶的离子电导率就会降低一个数量级。尽管如此，SILGMs的离子电导率已达到储能和转换设备所需的实际应用水平。此外，SILGM的稳定性和柔韧性已作为超级电容器设备的柔性电解质进行了研究（请参阅支持信息中的视频）。基于SILGM的对称超级电容器的充放电循环揭示了高达153 F g的比电容-1 0.1 A G -1，并保持在101 F G -1以10 A G -1。在5.0 A g -1下进行10000次充放电循环后，电容保持率高达97％，这表明该器件具有出色的循环稳定性。研究表明，SILGMs是稳定，高性能，灵活的储能和转换设备的有希望的候选者，这些设备可以通过大批量卷对卷加工制成。
京公网安备 11010802027423号