1. Dual-Cation Electrolytes for High-Power and High-Energy LTO//AC Hybrid Capacitors
- Author
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Natsuki Miyashita, Wako Naoi, Yu Chikaoka, Shinichi Seto, Masato Sakurai, Patrice Simon, McMahon Thomas Homer Reid, Tsukasa Ueda, Katsuhiko Naoi, Etsuro Iwama, Tokyo University of Agriculture and Technology (TUAT), Centre interuniversitaire de recherche et d'ingenierie des matériaux (CIRIMAT), Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Institut National Polytechnique (Toulouse) (Toulouse INP), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Institut de Chimie du CNRS (INC), Réseau sur le stockage électrochimique de l'énergie (RS2E), Université de Picardie Jules Verne (UPJV)-Institut de Chimie du CNRS (INC)-Aix Marseille Université (AMU)-Université de Pau et des Pays de l'Adour (UPPA)-Université de Nantes (UN)-Université de Montpellier (UM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Sorbonne Université (SU)-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 Haute-Alsace (UHA) Mulhouse - Colmar (Université de Haute-Alsace (UHA))-Collège de France (CdF (institution))-Institut polytechnique de Grenoble - Grenoble Institute of Technology (Grenoble INP ), Université Grenoble Alpes (UGA)-Université Grenoble Alpes (UGA)-Institut National Polytechnique (Toulouse) (Toulouse INP), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Ecole Nationale Supérieure de Chimie de Montpellier (ENSCM), Centre National de la Recherche Scientifique - CNRS (FRANCE), Collège de France (FRANCE), Ecole Nationale Supérieure de Chimie de Paris - ENSCP (FRANCE), Ecole Nationale Supérieure de Chimie de Montpellier - ENSCM (FRANCE), Institut National Polytechnique de Toulouse - Toulouse INP (FRANCE), Institut polytechnique de Grenoble (FRANCE), K & W Inc. (JAPAN), Sorbonne Université (FRANCE), Tokyo University of Agriculture and Technology - TUAT (JAPAN), Université Grenoble Alpes - UGA (FRANCE), Université Toulouse III - Paul Sabatier - UT3 (FRANCE), Université de Nantes (FRANCE), Université de Picardie Jules Verne (FRANCE), PSL Research University (FRANCE), Université de Pau et des Pays de l'Adour - UPPA (FRANCE), Université de Haute Alsace - UHA (FRANCE), Centre Interuniversitaire de Recherche et d'Ingénierie des Matériaux - CIRIMAT (Toulouse, France), Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université de Toulouse (UT)-Université de Toulouse (UT)-Institut de Chimie du CNRS (INC)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National Polytechnique (Toulouse) (Toulouse INP), Université de Toulouse (UT), Université de Nantes (UN)-Aix Marseille Université (AMU)-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 Montpellier (ENSCM)-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)-Université de Montpellier (UM)-Sorbonne Université (SU)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National Polytechnique (Toulouse) (Toulouse INP), Université de Toulouse (UT)-Université de Toulouse (UT)-Institut polytechnique de Grenoble - Grenoble Institute of Technology (Grenoble INP ), and Université Grenoble Alpes (UGA)-Université Grenoble Alpes (UGA)
- Subjects
Materials science ,Supporting electrolyte ,Matériaux ,02 engineering and technology ,Electrolyte ,010402 general chemistry ,Electrochemistry ,01 natural sciences ,7. Clean energy ,law.invention ,law ,Physical and Theoretical Chemistry ,Power density ,Resistive touchscreen ,[CHIM.MATE]Chemical Sciences/Material chemistry ,021001 nanoscience & nanotechnology ,0104 chemical sciences ,Surfaces, Coatings and Films ,Electronic, Optical and Magnetic Materials ,Capacitor ,General Energy ,Chemical engineering ,Overvoltage ,Electrode ,0210 nano-technology - Abstract
International audience; Dual-cation electrolyte systems, which contain two cations [Li+ and spiro-1,1′-bipyrrolidinium (SBP+), are proposed to enhance the power capability of hybrid capacitors composed of thick Li4Ti5O12 (LTO) negative (200 μm) and activated carbon (AC) positive electrodes (400 μm), which thus reduces the resistive overvoltage in the system. Detailed studies of the mass transport properties based on the combination of spectroscopy and electrochemical analysis have shown that the presence of SBP+, despite slower Li+ transport in the electrolyte bulk, further reduces overvoltage associated with migration limitation in the thick LTO electrode macropores. This study on the dual-cation electrolyte quantifies the influence of the addition of a supporting electrolyte and shows interest in SBPBF4 addition for increasing the output power density of hybrid capacitors with a thick electrode configuration.
- Published
- 2020