階層的にナノ構造化されたタングステン三酸化物複合材に基づく高性能オールソリッド状態の柔軟なマイクロプセドキャパシタ

MicrosuperCapacitors（MSC）は、小型化された携帯用電子機器とマイクロエレクトロメカニカルシステムに電力を供給するためのエネルギー貯蔵装置です。すべての固体状態の柔軟なスーパーキャパシターに注目が集まっているため、高性能の柔軟なMSCの新しい戦略が非常に望まれています。ここでは、亀裂のない、柔軟なWO3/ポリビニリデンフッ化物（PVDF）/多重層のカーボンナノチューブ（MWCNTS）複合材料を含む高レベルの多面的なWO3ナノマテル（PV）まで（PV dematerialls（PED）まで（PV）に及ぼす直接レーザーパターニングを介して、オールソリッド状態の柔軟なマイクロドキャパシタを実証します（PVDF）<25 wt％）。この作業は、62.4 mf・cm（-2）の面積容量と10.4 f・cm（-3）の体積容量につながり、グラフェンベースの柔軟なMSCをそれぞれ26と3の係数で超えます。非炭素ベースの柔軟なMSCとして、狭い指の電極の階層的にナノ構造化されたWO3は、その擬似容認特性のためにエネルギー密度のこのような増強に不可欠です。WO3/PVDF/MWCNTS複合組成の効果と、柔軟なMSCの性能に対するインターディジタル構造の寸法を調査します。

Microsupercapacitors (MSCs) are promising energy storage devices to power miniaturized portable electronics and microelectromechanical systems. With the increasing attention on all-solid-state flexible supercapacitors, new strategies for high-performance flexible MSCs are highly desired. Here, we demonstrate all-solid-state, flexible micropseudocapacitors via direct laser patterning on crack-free, flexible WO3/polyvinylidene fluoride (PVDF)/multiwalled carbon nanotubes (MWCNTs) composites containing high levels of porous hierarchically structured WO3 nanomaterials (up to 50 wt %) and limited binder (PVDF, <25 wt %). The work leads to an areal capacitance of 62.4 mF·cm(-2) and a volumetric capacitance of 10.4 F·cm(-3), exceeding that of graphene based flexible MSCs by a factor of 26 and 3, respectively. As a noncarbon based flexible MSC, hierarchically nanostructured WO3 in the narrow finger electrode is essential to such enhancement in energy density due to its pseudocapacitive property. The effects of WO3/PVDF/MWCNTs composite composition and the dimensions of interdigital structure on the performance of the flexible MSCs are investigated.