New Supercapacitors of Hybrid Configurations

• Autores: Naoi Katsuhiko, Naoi Wako
• Localización: Boletín del Grupo Español del Carbón, ISSN-e 2172-6094, Nº. 28, 2013, págs. 1-9
• Idioma: inglés
• Títulos paralelos:
  • Nuevos supercondensadores de configuración híbrida
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• Resumen
  • español

    En los últimos años, la mejora de la densidad energética de los nanocompositos empleados en baterías ha sido objeto de un intenso estudio. La unión de un material de baterías y uno de condensadores resuelve las limitaciones de los condensadores de primera generación desde el punto de vista de la densidad energética, sin sacrificar demasiado su comportamiento frente al ciclado. Los híbridos batería-condensador usuales emplean un electrodo redox de alta energía pero lento y otro de doble capa con baja energía y rápido, que posiblemente permiten un mayor voltaje de trabajo y poseen una capacidad global más elevada. Sin embargo, para operar de forma adecuada estos sistemas asimétricos, las velocidades de estos dos electrodos deben ser compensadas. Especialmente, se deben aumentar sustancialmente las velocidades de los procesos redox del electrodo de batería hasta alcanzar las velocidades del proceso de doble capa. En el presente estudio se intentan identificar los aspectos clave para conseguir sistemas híbridos y se sugieren formas de aumentar la velocidad, mostrando como ejemplo el funcionamiento ultrarrápido de nanocristales de Li4Ti5O12 preparados mediante una tecnología única in-situ aplicando ultracentrifugación.

  • English

    In recent years, the improvement of the energy density of nano-composite battery materials has been object of great study. Hybridizing battery and capacitor materials overcome the energy density limitation of existing generation-I capacitors without much sacrificing the cycling performances. Normal battery-capacitor hybrids employ high-energy & sluggish redox electrode and low-energy & fast double-layer electrodes, possibly producing a larger working voltage and higher over-all capacitance. In order to smoothly operate such asymmetric systems, however, the rates of the two different electrodes must be highly balanced. Especially, the redox rates of the battery electrodes must be substantially increased to the levels of double-layer process. In this report, we attempt to identify the essential issues for the realizable hybrids and suggest ways to overcome the rate enhancement by exemplifying ultrafast performance of the Li4Ti5O12 nanocrystal prepared via a unique in-situ material processing technology under ultra-centrifuging.