Solid-state 3D micro-supercapacitors based on ionogel electrolyte: Influence of adding lithium and sodium salts to the ionic liquid

Autor: Thibaud Guillemin, Camille Douard, Kévin Robert, Bouchra Asbani, Christophe Lethien, Thierry Brousse, Jean Le Bideau
Přispěvatelé: Institut des Matériaux Jean Rouxel (IMN), Institut de Chimie du CNRS (INC)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Nantes université - UFR des Sciences et des Techniques (Nantes univ - UFR ST), Nantes Université - pôle Sciences et technologie, Nantes Université (Nantes Univ)-Nantes Université (Nantes Univ)-Nantes Université - pôle Sciences et technologie, Nantes Université (Nantes Univ)-Nantes Université (Nantes Univ)-Nantes Université - Ecole Polytechnique de l'Université de Nantes (Nantes Univ - EPUN), Nantes Université (Nantes Univ)-Nantes Université (Nantes Univ), Réseau sur le stockage électrochimique de l'énergie (RS2E), Aix Marseille Université (AMU)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université de Toulouse (UT)-Université de Toulouse (UT)-Université de Haute-Alsace (UHA) Mulhouse - Colmar (Université de Haute-Alsace (UHA))-Collège de France (CdF (institution))-Université de Picardie Jules Verne (UPJV)-Ecole Nationale Supérieure de Chimie de Paris - Chimie ParisTech-PSL (ENSCP), Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université de Pau et des Pays de l'Adour (UPPA)-Institut de Chimie du CNRS (INC)-Sorbonne Université (SU)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National Polytechnique (Toulouse) (Toulouse INP), Université de Toulouse (UT)-Institut polytechnique de Grenoble - Grenoble Institute of Technology (Grenoble INP ), Université Grenoble Alpes (UGA)-Université Grenoble Alpes (UGA)-Nantes Université (Nantes Univ)-Université de Montpellier (UM)-Ecole Nationale Supérieure de Chimie de Montpellier (ENSCM), Université de Montpellier (UM), Institut d’Électronique, de Microélectronique et de Nanotechnologie - UMR 8520 (IEMN), Centrale Lille-Université de Lille-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Polytechnique Hauts-de-France (UPHF)-JUNIA (JUNIA), Université catholique de Lille (UCL)-Université catholique de Lille (UCL), Circuits Systèmes Applications des Micro-ondes - IEMN (CSAM - IEMN ), Université catholique de Lille (UCL)-Université catholique de Lille (UCL)-Centrale Lille-Université de Lille-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Polytechnique Hauts-de-France (UPHF)-JUNIA (JUNIA), Laboratoire de Physique de la Matière Condensée - UR UPJV 2081 (LPMC), Université de Picardie Jules Verne (UPJV), This study was supported by the ANR (French National Research Agency) through the DENSSCAPIO project (ANR-17-CE05-0015). The authors declare no conflict of interest. They also wish to thank the Labex STORE-EX (ANR-10-LABX-76-01) for financial support. To the French RENATECH network, the authors would like to extend their deepest gratitude for the use of their microfabrication facilities., Renatech Network, CMNF, ANR-17-CE05-0015,DENSSCAPIO,Supercondensateurs nanostructurés tout-solides pour stockage d'énergie plus dense et plus sûr(2017), ANR-10-LABX-0076,STORE-EX,Laboratory of excellency for electrochemical energy storage(2010)
Jazyk: angličtina
Rok vydání: 2022
Předmět:
Zdroj: Energy Storage Materials
Energy Storage Materials, 2022, 50, pp.606-617. ⟨10.1016/j.ensm.2022.05.041⟩
ISSN: 2405-8297
Popis: International audience; The ever-increasing interest in miniaturized Internet of Things devices and embedded electronics has given rise to a host of inquiries surrounding the need for safe, high performance energy storage devices. Solid-state 3D micro-supercapacitors based on ionogels provide a promising response to many of these pressing questions. Herein, leakage-free solid-state-like 3D micro-supercapacitors incorporating lithium and sodium salts added to 1-Ethyl-3-methylimidazolium bis(trifluoromethanesulfonyl)imide-based ionogels were investigated. The resulting micro-supercapacitors containing these lithium and sodium ions displayed energy densities of 10.2 and 9.5 µWh.cm−2 at power densities of 1.1 and 1.0 mW.cm−2, respectively. In those devoid of these alkaline ions, however, the energy density reached a mere 3 µWh.cm−2 at the same power density, thereby validating the proposed strategy. The 3D interdigitated MnO2 // MnO2 micro-supercapacitors were cycled 50 000 times at 1.75 mA.cm−2 with good capacitance retention (∼ 85 %). While performing under high temperatures (100°C), there was no evidence of electrolyte degradation, capacitance fading or electrolyte leakage.
Databáze: OpenAIRE
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