Materials Design and System Construction for Conventional and New‐Concept Supercapacitors

Advanced Science - Tập 4 Số 6 - 2017
Zhong Wu1,2, Lin Li3, Jun‐Min Yan3, Xinbo Zhang1
1State Key Laboratory of Rare Earth Resource Utilization, Changchun Institute of Applied Chemistry, Chinese Academy of Sciences, Changchun 130022, China
2University of Chinese Academy of Sciences, Beijing, 100049, China
3Key Laboratory of Automobile Materials, Ministry of Education and School of Materials Science and Engineering, Jilin University, Changchun, 130012 China

Tóm tắt

With the development of renewable energy and electrified transportation, electrochemical energy storage will be more urgent in the future. Supercapacitors have received extensive attention due to their high power density, fast charge and discharge rates, and long‐term cycling stability. During past five years, supercapacitors have been boomed benefited from the development of nanostructured materials synthesis and the promoted innovation of devices construction. In this review, we have summarized the current state‐of‐the‐art development on the fabrication of high‐performance supercapacitors. From the electrode material perspective, a variety of materials have been explored for advanced electrode materials with smart material‐design strategies such as carbonaceous materials, metal compounds and conducting polymers. Proper nanostructures are engineered to provide sufficient electroactive sites and enhance the kinetics of ion and electron transport. Besides, new‐concept supercapacitors have been developed for practical application. Microsupercapacitors and fiber supercapacitors have been explored for portable and compact electronic devices. Subsequently, we have introduced Li‐/Na‐ion supercapacitors composed of battery‐type electrodes and capacitor‐type electrode. Integrated energy devices are also explored by incorporating supercapacitors with energy conversion systems for sustainable energy storage. In brief, this review provides a comprehensive summary of recent progress on electrode materials design and burgeoning devices constructions for high‐performance supercapacitors.

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