Een nieuw ontwerp met een afwisselend gestapelde elektrodeconfiguratie hielp de volumetrische prestaties van supercondensatoren te verbeteren en een hoge energiedichtheid te bereiken zonder in te leveren op de vermogensprestaties.

Dit onderzoek, die de afwisselend gestapelde elektrodestructuur voor het eerst in een compact energieopslagsysteem introduceerde, werd uitgevoerd door Prof. Han Fangming van het Institute of Solid State physics, Hefei Institutes of Physical Science en Prof. WEI Bingqing van de Universiteit van Delaware, Newark, ONS..

In dit werk, de onderzoekers ontwierpen een afwisselend meerlagige gestapelde filmelektrodestructuur met behulp van Ti ₃ C ₂ t _x (MXene) films als de elektroden, en gelelektrolyt als de separator.

Deze nieuwe structuur zou de transportafstand van ionen onder hoge massabelastingen kunnen verkorten, en de massalading van actief materiaal op apparaatschaal verhogen, zonder de massaladingen van elke afzonderlijke elektrode te verhogen.

Dus, de supercondensator met de afwisselend gestapelde configuratie vertoonde een ultrahoge oppervlaktecapaciteit van 10,8 F cm ^-2 , hoge volumetrische energiedichtheid van 10,4 mWh cm ^-3 bij 75,0 mW cm ^-3 , en tegelijkertijd hoge vermogensprestaties behouden

"Het heeft de hoogste waarden in een waterig gelelektrolytsysteem in vergelijking met de literatuur, " zei prof. Han.

Met de trend van miniaturisering en draagbaarheid van elektronische apparaten, het is essentieel om de volumetrische energiedichtheid van elektrochemische energieopslagapparaten te verbeteren. Hoge massabelastingen kunnen de verhouding van inactieve componenten op apparaatniveau verlagen, wat leidt tot een verhoogde energiedichtheid en lagere kosten.

Helaas, de toename van de massabelastingen gaat meestal ten koste van verliezen in specifieke capaciteit en vermogensdichtheid.

Dit nieuwe ontwerp zou een nieuwe benadering kunnen bieden om geavanceerde hoge oppervlakte- en volumetrische energiedichtheid te bereiken in elektrochemische energieopslagapparaten met hoge massaladingen aan actieve materialen.