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Low-Temperature Resistant Stretchable Micro-Supercapacitor Based on 3D Printed Octet-Truss Design
Small ( IF 13.0 ) Pub Date : 2023-02-02 , DOI: 10.1002/smll.202207634 Congjian Lin 1 , Yuan-Fang Zhang 2 , Dingjie Lu 3 , Arlindo Silva 1 , Zhuangjian Liu 3 , Hui Ying Yang 1
Small ( IF 13.0 ) Pub Date : 2023-02-02 , DOI: 10.1002/smll.202207634 Congjian Lin 1 , Yuan-Fang Zhang 2 , Dingjie Lu 3 , Arlindo Silva 1 , Zhuangjian Liu 3 , Hui Ying Yang 1
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Recently, stretchable micro-supercapacitors (MSCs) that can be easily integrated into electronic devices have attracted research and industrial attentions. In this work, three-dimensional (3D) stretchable MSCs with an octet-truss electrode (OTE) design have been demonstrated by a rapid digital light processing (DLP) process. The 3D-printed electrode structure is beneficial for electrode-electrolyte interface formation and consequently increases the number of ions adsorbed on the electrode surface. The designed MSCs can achieve a high capacitance as ≈74.76 mF cm−3 under 1 mA cm−3 at room temperature even under a high mechanical deformation, and can achieve 19.53 mF cm−3 under 0.1 mA cm−3 at a low temperature (−30 °C). Moreover, finite element analysis (FEA) reveals the OTE structure provides 8 times more contact area per unit volume at the electrode-electrolyte interface compared to the traditional interdigital electrode (IDE). This work combines structural design and 3D printing techniques, which provides new insights into highly stretchable MSCs for next-generation electronic devices.
中文翻译：
基于 3D 打印 Octet-Truss 设计的耐低温可拉伸微型超级电容器
最近，可轻松集成到电子设备中的可拉伸微型超级电容器 (MSC) 引起了研究和工业界的关注。在这项工作中，通过快速数字光处理 (DLP) 过程展示了具有八位组电极 (OTE) 设计的三维 (3D) 可拉伸 MSC。3D打印的电极结构有利于电极-电解质界面的形成，从而增加吸附在电极表面的离子数量。设计的 MSCs在室温下即使在高机械变形下也能在 1 mA cm -3下实现 ≈74.76 mF cm -3的高电容，并且在 0.1 mA cm -3 下可以达到 19.53 mF cm -3在低温（−30 °C）下。此外，有限元分析 (FEA) 显示，与传统的叉指电极 (IDE) 相比，OTE 结构在电极-电解质界面的每单位体积接触面积增加了 8 倍。这项工作结合了结构设计和 3D 打印技术，为下一代电子设备的高度可拉伸 MSCs 提供了新的见解。
更新日期：2023-02-02
中文翻译：
基于 3D 打印 Octet-Truss 设计的耐低温可拉伸微型超级电容器
最近，可轻松集成到电子设备中的可拉伸微型超级电容器 (MSC) 引起了研究和工业界的关注。在这项工作中，通过快速数字光处理 (DLP) 过程展示了具有八位组电极 (OTE) 设计的三维 (3D) 可拉伸 MSC。3D打印的电极结构有利于电极-电解质界面的形成，从而增加吸附在电极表面的离子数量。设计的 MSCs在室温下即使在高机械变形下也能在 1 mA cm -3下实现 ≈74.76 mF cm -3的高电容，并且在 0.1 mA cm -3 下可以达到 19.53 mF cm -3在低温（−30 °C）下。此外，有限元分析 (FEA) 显示，与传统的叉指电极 (IDE) 相比，OTE 结构在电极-电解质界面的每单位体积接触面积增加了 8 倍。这项工作结合了结构设计和 3D 打印技术，为下一代电子设备的高度可拉伸 MSCs 提供了新的见解。
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