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柔軟なゲルポリマー電解質（GPE）の開発において大きな進歩にもかかわらず、変形下での電解質と電極間の界面相互作用を含む、柔軟な電気二重層コンデンサ（EDLC）に適用するために対処すべき問題がまだあります。GPEを使用した以前に報告されたEDLCは、電極と電解質の間の弱い界面相互作用を備えたラミネート構造を持ち、電極内の炭素材料の表面積の使用率が低いため、伸長時に脆弱性と低電力密度をもたらします。これらの問題を克服するために、電極と電解質の間に強い接着を提供できるエポキシベースのGPEを構築するための新しい戦略を提示します。GPEは、エポキシとイオン液の重合によって合成されます。このGPEは、最大509％の柔軟性と、電極と電解質の間の強力な化学結合を可能にする優れた接着特性を示しています。さらに、GPEは高電圧と高温で安定しており、イオン導電率が約10〜3秒cm-1です。開発されたGPEに基づくEDLCは、電極と電解質の間に良好な互換性を示し、変形時に適切に動作します。EDLCは、99 F G-1の高い比容量、113 W H KG-1のエネルギー密度、および4.5 kW G-1の出力密度も示しています。GPEの優れたパフォーマンスにより、ウェアラブルデバイスなどの次世代の電子デバイスで使用する可能性が非常に高くなります。
柔軟なゲルポリマー電解質（GPE）の開発において大きな進歩にもかかわらず、変形下での電解質と電極間の界面相互作用を含む、柔軟な電気二重層コンデンサ（EDLC）に適用するために対処すべき問題がまだあります。GPEを使用した以前に報告されたEDLCは、電極と電解質の間の弱い界面相互作用を備えたラミネート構造を持ち、電極内の炭素材料の表面積の使用率が低いため、伸長時に脆弱性と低電力密度をもたらします。これらの問題を克服するために、電極と電解質の間に強い接着を提供できるエポキシベースのGPEを構築するための新しい戦略を提示します。GPEは、エポキシとイオン液の重合によって合成されます。このGPEは、最大509％の柔軟性と、電極と電解質の間の強力な化学結合を可能にする優れた接着特性を示しています。さらに、GPEは高電圧と高温で安定しており、イオン導電率が約10〜3秒cm-1です。開発されたGPEに基づくEDLCは、電極と電解質の間に良好な互換性を示し、変形時に適切に動作します。EDLCは、99 F G-1の高い比容量、113 W H KG-1のエネルギー密度、および4.5 kW G-1の出力密度も示しています。GPEの優れたパフォーマンスにより、ウェアラブルデバイスなどの次世代の電子デバイスで使用する可能性が非常に高くなります。
Despite significant advances in the development of flexible gel polymer electrolytes (GPEs), there are still problems to be addressed to apply them to flexible electric double layer capacitors (EDLCs), including interfacial interactions between the electrolyte and electrode under deformation. Previously reported EDLCs using GPEs have laminated structures with weak interfacial interactions between the electrode and electrolyte, leading to fragility upon elongation and low power density due to lower utilization of the surface area of the carbon material in the electrode. To overcome these problems, we present a new strategy for constructing an epoxy-based GPE that can provide strong adhesion between electrode and electrolyte. The GPE is synthesized by polymerization of epoxy and an ionic liquid. This GPE shows high flexibility up to 509% and excellent adhesive properties that enable strong chemical bonding between the electrode and electrolyte. Moreover, the GPE is stable at high voltage and high temperature with high ionic conductivity of ∼10-3 S cm-1. EDLCs based on the developed GPE exhibit good compatibility between the electrode and electrolyte and work properly when deformed. The EDLCs also show a high specific capacitance of 99 F g-1, energy density of 113 W h kg-1, and power density of 4.5 kW g-1. The excellent performance of the GPE gives it tremendous potential for use in next generation electronic devices such as wearable devices.
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