Facile assembly of flexible, stretchable and attachable symmetric microsupercapacitors with wide working voltage windows and favorable durability
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Abstract With the increasing development of intelligent robots and wearable electronics, the demand for high-performance flexible energy storage devices is drastically increasing. In this study, flexible symmetric microsupercapacitors (MSCs) that could operate in a wide working voltage window were developed by combining laser-direct-writing graphene (LG) electrodes with a phosphoric acid-nonionic surfactant liquid crystal (PA-NI LC) gel electrolyte. To increase the flexibility and enhance the conformal ability of the MSC devices to anisotropic surfaces, after the interdigitated LG formed on the polyimide (PI) film surface, the devices were further transferred onto a flexible, stretchable and transparent polydimethylsiloxane (PDMS) substrate; this substrate displayed favorable flexibility and mechanical characteristics in the bending test. Furthermore, the electrochemical performances of the symmetric MSCs with various electrode widths (300, 400, 500 and 600 μm) were evaluated. The findings revealed that symmetric MSC devices could operate in a large voltage range (0–1.5 V); additionally, the device with a 300 μm electrode width (MSC-300) exhibited the largest areal capacitance of 2.3 mF cm −2 at 0.07 mA cm −2 and an areal (volumetric) energy density of 0.72 μWh cm − 2 (0.36 mWh cm − 3 ) at 55.07 μW cm −2 (27.54 mW cm −3 ), along with favorable mechanical and cycling stability. After charging for ~20 s, two MSC-300 devices connected in series could supply energy to a calculator to operate for ~130 s, showing its practical application potential as an energy storage device. Moreover, the device displayed favorable reversibility, stability and durability. After 12 months of aging in air at room temperature, its electrochemical performance was not altered, and after charging-discharging measurements for 5000 cycles at 0.07 mA cm −2 , ~93.6% of the areal capacitance was still retained; these results demonstrated its practical long-term application potential as an energy storage device.
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Le contrôle bibliographique ouvert
DOI retrouvé dans Crossref DOI retrouvé ; titre concordant.
- Titre Crossref
- Facile assembly of flexible, stretchable and attachable symmetric microsupercapacitors with wide working voltage windows and favorable durability
- Date Crossref
- 02/08/2024
- Éditeur
- Springer Science and Business Media LLC
- Type
- journal-article
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Où se fait cette recherche
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Yantai University pays non établi dans la noticeUniversité ou école supérieure
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Xi'an Jiaotong University State Key Laboratory for Manufacturing Systems Engineering pays non établi dans la noticeUniversité ou école supérieure
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Centre National de la Recherche Scientifique pays non établi dans la noticeOrganisme public
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University of Electronic Science and Technology of China pays non établi dans la noticeUniversité ou école supérieure
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Chongqing University of Science and Technology pays non établi dans la noticeUniversité ou école supérieure
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Université de Lille pays non établi dans la noticeUniversité ou école supérieure
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Institut d'électronique de microélectronique et de nanotechnologie pays non établi dans la noticeStructure de recherche
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Institut de Recherche sur les Composants logiciels et matériels pour l'Information et la Communication Avancée pays non établi dans la noticeStructure de recherche
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École Centrale de Lille pays non établi dans la noticeUniversité ou école supérieure
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Chinese Academy of Agricultural Sciences pays non établi dans la noticeOrganisme public
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Sabancı Üniversitesi pays non établi dans la noticeUniversité ou école supérieure
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