Le supercondensateur flexible imprimé avec des motifs personnalisés. Crédit :groupe de Wei Wu
La demande d'électronique portable flexible a augmenté avec la croissance spectaculaire des appareils intelligents qui peuvent échanger des données avec d'autres appareils sur Internet avec des capteurs intégrés, Logiciel, et d'autres technologies. Les chercheurs se sont donc concentrés sur l'exploration de dispositifs de stockage d'énergie flexibles, tels que les supercondensateurs flexibles (FSC), qui sont légers et sûrs et s'intègrent facilement avec d'autres appareils. Les FSC ont une densité de puissance élevée et des taux de charge et de décharge rapides.
L'électronique d'impression - la fabrication de dispositifs et de systèmes électroniques en utilisant des techniques d'impression conventionnelles - s'est avérée être une solution économique, Facile, et une stratégie évolutive pour la fabrication des FSC. Les techniques traditionnelles de microfabrication peuvent être coûteuses et complexes.
Dans Examens de physique appliquée , des chercheurs de l'Université de Wuhan et de l'Université du Hunan présentent un examen des FSC imprimés en termes de leur capacité à formuler des encres fonctionnelles, concevoir des électrodes imprimables, et intégrer des fonctions avec d'autres appareils électroniques.
Les FSC imprimés sont généralement fabriqués en imprimant les encres fonctionnelles sur des matériaux d'électrode organiques et inorganiques traditionnels sur des substrats flexibles. En raison de la structure de film mince, ces dispositifs imprimés peuvent être pliés, étiré, et tordu à un certain rayon sans perte de fonction électrochimique.
En outre, les composants rigides collecteurs de courant du supercondensateur peuvent également être remplacés par les pièces imprimées flexibles. Diverses techniques d'impression telles que la sérigraphie, impression à jet d'encre, et l'impression 3D ont été bien établies pour fabriquer les FSC imprimés.
"Le développement de la miniaturisation, souple, et les dispositifs de stockage d'énergie électrochimique haute performance planaire est une exigence urgente pour promouvoir le développement rapide des appareils électroniques portables dans la vie quotidienne, " a déclaré l'auteur Wu Wei. " Nous pouvons imaginer qu'à l'avenir, nous pouvons utiliser n'importe quelle imprimante dans notre vie et imprimer un supercondensateur pour recharger un téléphone portable ou un bracelet intelligent à tout moment."
Les chercheurs ont trouvé pour les formulations d'encre imprimables, deux principes doivent être respectés. D'abord, lors de la sélection des composants d'encre, il est vital d'inclure moins d'additifs inefficaces, meilleurs liants conducteurs, et d'excellents matériaux d'électrode de dispersion. Seconde, l'encre doit avoir une viscosité appropriée et une bonne propriété rhéologique pour obtenir d'excellentes impressions.
Matériaux fonctionnels imprimables, tels que le graphène et les matériaux pseudocapacitifs, sont de bons composants de base des supercondensateurs imprimés.
Puisque l'électronique imprimée offre l'avantage de la flexibilité et du faible coût, ils peuvent être utilisés pour fabriquer des cellules solaires, écrans OLED flexibles, transistor, étiquettes RFID, et d'autres appareils intelligents intégrés. Cela ouvre la possibilité de nombreuses autres applications, y compris les textiles intelligents, emballage intelligent, et des étiquettes intelligentes.