Dies ist nicht das erste Mal, dass Superkondensatoren auf solchen Substraten abgeschieden wurden, aber das Team behauptet, eine unübertroffene Zelldichte, elektrochemische Leistung und Konsistenz von Zelle zu Zelle kombiniert zu haben – letzteres ist wichtig, wenn in Reihe geschaltete Zellen eine lange Ladung haben sollen - Entladezykluslebensdauer.
Kondensatoren werden Seite an Seite gebildet und elektrisch isoliert, sodass sie in Arrays abgeschieden und dann durch Leiter in Reihen- oder Parallelkombinationen verbunden werden können.
Das Technologie Der Demonstrator bestand aus 400 Zellen, die auf einem 3.5 x 4.1 cm großen starren Substrat (28 Zellen/cm) angeordnet waren2), die einen Output erzielt haben Spannung von 75.6 V/cm2 und eine volumetrische Dichte von 9.8 mWh/cm3. Die Kapazität betrug 4.1 mF/cm2 und 457 F/cm3.
Ein gelierter Elektrolyt (Polyvinylalkohol + Schwefelsäure) wurde durch 3D-Druck durch eine Nadel mit 210 μm Bohrung aufgebracht, die sich mit 4 mm/s bewegte, um die Zellen fertigzustellen. Da es sich um ein Gel handelt, waren keine Wände erforderlich, um zu verhindern, dass der Elektrolyt trotz seiner Nähe zu benachbarten Zellen kurzgeschlossen wird. Weder Punktdruck noch Liniensegmentdruck konnten dazu überredet werden, die erforderliche Druckgenauigkeit zu erreichen.
Ein funktionierendes 340-Zellen-Array wurde auch auf ein flexibles PET-Polymersubstrat gedruckt.
Die Arbeit wird im National Science Review als „Monolithic integrated micro-supercapacitors with ultra-high systemic volumetric performance and area output voltage“ veröffentlicht. Die gesamte Arbeit kann ohne Bezahlung gelesen werden.
Das Dalian Institute of Chemical Physics arbeitete mit dem Shenzhen Institute of Advanced Technology zusammen.