Summary
Bu kağıt, mürekkep püskürtmeli yazıcı kullanarak çip tabanlı süper kapasitörler üretmek için bir teknik sağlar. Mürekkepleri sentezlemek, yazılım parametrelerini ayarlamak ve üretilen süper kapasitörün elektrokimyasal sonuçlarını analiz etmek için metodolojiler ayrıntılı olarak açıklanmaktadır.
Abstract
Giyilebilir cihazların, ekranların ve enerji depolama cihazlarının üretimi için mürekkep püskürtmeli baskı yöntemini uygulamak için çeşitli alanlarda muazzam çabalar vardır. Bununla birlikte, yüksek kaliteli ürünler elde etmek için, mürekkep malzemelerinin fiziksel özelliklerine bağlı olarak gelişmiş çalışma becerileri gereklidir. Bu bağlamda, mürekkep püskürtmeli baskı parametrelerini optimize etmek, mürekkep malzemelerinin fiziksel özelliklerini geliştirmek kadar önemlidir. Bu çalışmada, bir süper kapasitörün üretimi için inkjet baskı yazılımı parametrelerinin optimizasyonu sunulmuştur. Süper kapasitörler, yüksek güç yoğunluğu, uzun ömürleri ve güç kaynağı olarak çeşitli uygulamaları nedeniyle çekici enerji depolama sistemleridir. Süper kapasitörler Nesnelerin İnterneti (IoT), akıllı telefonlar, giyilebilir cihazlar, elektrikli araçlar (EV'ler), büyük enerji depolama sistemleri vb. Yerlerde kullanılabilir. Geniş uygulama yelpazesi, çeşitli ölçeklerde cihazlar üretebilen yeni bir yöntem gerektirmektedir. Mürekkep püskürtmeli baskı yöntemi, geleneksel sabit boyutlu üretim yöntemini kırabilir.
Introduction
Geçtiğimiz on yıllarda, giyilebilir cihazlar1, farmasötikler2 ve havacılık bileşenleri3 dahil olmak üzere çeşitli uygulamalar için birden fazla baskı yöntemi geliştirilmiştir. Baskı, sadece kullanılacak malzemeleri değiştirerek çeşitli cihazlar için kolayca uyarlanabilir. Ayrıca hammadde israfını da önler. Elektronik aygıtların üretimi için serigrafi4, push-coating5 ve litografi6 gibi çeşitli baskı yöntemleri geliştirilmiştir. Bu baskı teknolojileriyle karşılaştırıldığında, mürekkep püskürtmeli baskı yönteminin malzeme israfının azaltılması, birden fazla alt tabakayla uyumluluk7, düşük maliyetli8, esneklik9, düşük sıcaklıkta işleme10 ve seri üretim kolaylığı11 gibi birçok avantajı vardır. Bununla birlikte, mürekkep püskürtmeli baskı yönteminin uygulanması, bazı sofistike cihazlar için pek önerilmemiştir. Burada, bir süper kapasitör cihazı yazdırmak için mürekkep püskürtmeli baskı yöntemini kullanmak için ayrıntılı yönergeler oluşturan bir protokol sunuyoruz.
Psödokapasitörler ve elektrokimyasal çift katmanlı kapasitörler (EDLC'ler) dahil olmak üzere süper kapasitörler, geleneksel lityum-iyon pilleri tamamlayabilen enerji depolama cihazları olarak ortaya çıkmaktadır12,13. Özellikle EDLC, düşük maliyeti, yüksek güç yoğunluğu ve uzun çevrim ömrü nedeniyle gelecek vaat eden bir enerji depolama cihazıdır14. Yüksek özgül yüzey alanına ve iletkenliğe sahip aktif karbon (AC), ticari EDLC'lerde elektrot malzemesi olarak kullanılır15. AC'nin bu özellikleri, EDLC'lerin yüksek elektrokimyasal kapasitansa sahip olmasını sağlar16. EDLC'ler, geleneksel sabit boyutlu imalat yöntemi kullanıldığında cihazlarda pasif hacme sahiptir. Mürekkep püskürtmeli baskı ile, EDLC'ler ürün tasarımına tamamen entegre edilebilir. Bu nedenle, mürekkep püskürtmeli baskı yöntemi kullanılarak üretilen cihaz, işlevsel olarak mevcut sabit boyutlu metodolojiler tarafından üretilenden daha iyidir17. EDLC'lerin verimli mürekkep püskürtmeli baskı yöntemi kullanılarak üretilmesi, EDLC'lerin kararlılığını ve ömrünü en üst düzeye çıkarır ve serbest form faktörü sağlar18. Baskı desenleri bir PCB CAD programı kullanılarak tasarlandı ve Gerber dosyalarına dönüştürüldü. Tasarlanan desenler bir mürekkep püskürtmeli yazıcı kullanılarak basılmıştır, çünkü hassas yazılım etkin kontrole, yüksek malzeme verimine ve baskı kararlılığına sahiptir.
Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.
Protocol
1. PCB CAD programı kullanılarak desen tasarımı
- CAD programını çalıştırın. Program penceresinin üstündeki Dosya düğmesine tıklayın. Yeni bir proje dosyası oluşturmak için, Yeni ve Proje düğmelerine tıklayın.
- Pano dosyasını oluşturmak için, sırasıyla Dosya, Yeni ve Pano düğmelerine tıklayın. Oluşturulan Pano Dosyası penceresinin sol üst köşesindeki ağ şeklindeki Kılavuz düğmesine tıklayarak (veya pencerenin üst kısmındaki Görünüm ve Izgara'ya tıklayarak) ızgara boyutunu, çoklu ve alt değerlerini ayarlayın.
- Mürekkep püskürtmeli yazıcının PCB CAD desenini okuyabilmesi için hem ızgara boyutunu hem de alt değerini mm'den inç'e değiştirin. İnce ayarlamalar yapmak için En İyi'ye basın.
- Mevcut toplayıcının ve EDLC hattının desenini interdigitated bir biçimde tasarlayın. Jel polimer elektrolit (GPE) desenini ve akım toplayıcı pedleri dikdörtgen bir biçimde tasarlayın (Şekil 1).
NOT: Desen genişliği: 43 mm, desen yüksekliği: 55 mm, çizgi uzunluğu: 40 mm, çizgi genişliği: 1,0 mm, çizgiden çizgiye boşluk: 1,5 mm ve ped boyutu: 15 x 5 mm2.- Son desen üç tipten (iletken çizgi, EDLC ve GPE) oluştuğundan, üç katmanı aşağıdaki gibi ayarlayın.
- Pencerenin üst kısmındaki Görünüm ve Katman Ayarları'na tıklayın. Görünür Katmanlar penceresinin sol alt köşesindeki Yeni Katman düğmesine tıklayarak yeni katmanlar oluşturun.
- Yeni pencerede (Yeni Katman), yeni katmanın adını ve rengini ayarlayın. Katmanları görsel olarak ayırt etmek için, üç katmanın adlarını Geçerli Toplayıcı, EDLC ve GPE olarak ayarlayın ve Renk'in sağındaki kutuyu tıklatarak karşılık gelen renkleri değiştirin.
- Ekranın sol alt köşesindeki Çizgi tuşuna basın, ana alana (siyah arka plan) tıklayın ve çizgi çizmek için sürükleyin. Çizginin kalınlığını değiştirmek için, inç ölçeğinde üst merkezde bulunan Genişlik değerini girin (1,0 mm = 0,0393701 inç).
- Bir satırın uzunluğunu düzenlemek için, satıra sağ tıklayın ve alttaki Özellikler'e tıklayın. Başlangıç ve Bitiş alanlarına , başlangıç ve bitiş noktalarının x ve y değerlerini girin.
- Desenin referans noktasını ayarlamak için, Şekil 1'de gösterilen desenin sol üst köşesini (0,0) olarak ayarlayın. Desenin geri kalanını yukarıdaki bilgilere dayanarak çizin.
- Çizilen deseni istediğiniz katmana ayarlamak için, desene sağ tıklayın ve Özellikler'e tıklayın. Ardından, Katman'a tıklayın ve istediğiniz katmanı seçin.
- Geçerli toplayıcı pedinin ve GPE'nin dikdörtgen desenlerini çizmek için, ana pencerenin sol alt köşesindeki Rect tuşuna basın. Önceden çizilmiş desenin bulunduğu ekrana (ana alan) tıklayın ve sürükleyin.
- Düzenlemek için, dikdörtgen yüzeye sağ tıklayın ve alttaki Özellikler'e tıklayın. Kimden ve Kime alanlarına sırasıyla dikdörtgenin sol üst (x,y) değerini ve sağ alt (x,y) değerini girin. Dikdörtgeni, adım 1.4.5'te belirtildiği gibi istediğiniz katmana ayarlayın.
- Son desen üç tipten (iletken çizgi, EDLC ve GPE) oluştuğundan, üç katmanı aşağıdaki gibi ayarlayın.
- Tasarlanan desenin CAD dosyasını, mürekkep püskürtmeli yazıcı tarafından okunan Gerber dosya biçimine dönüştürün.
- Tasarlanan desen dosyasını dönüştürmeden önce, Pano Dosyasını .brd biçiminde kaydedin. Kaydetmek için, Dosya'ya ve ardından Kaydet'e tıklayın (veya klavyede ctrl + S tuşlarına basın).
- Kaydettikten sonra, pencerenin üst kısmındaki Dosya'ya tıklayın ve CAM İşlemci'ye tıklayın. İstediğiniz katmanın Gerber dosyasını oluşturmak için, pencerenin sol tarafındaki Çıktı Dosyaları Gerber'i altındaki öğeleri aşağıdaki gibi değiştirin.
- İlk olarak, aşağıdaki '-' tuşlarına basarak Üst Bakır ve Alt Bakır gibi alt listeleri silin. '+' tuşuna basın ve Gerber çıktısı oluşturmak için Yeni Gerber Çıktısı'na tıklayın.
- Ekranın sağ tarafında, sağdaki dişliye basarak Ad ve İşlev'deki katman adını Bakır olarak ayarlayın. Katman Türü'nü Üst olarak ayarlayın ve geçerli toplayıcının Gerber Katman Numarası'nı, EDLC ve GPE'yi sırasıyla L1, L2, L3 olarak ayarlayın.
- Gerber Dosyasının altındaki Katmanlar penceresinde, sol alttaki Katmanları Düzenle'ye tıklayın ve istediğiniz her katmanı seçin.
- Oluşturulacak çıktı dosyasının adını ayarlamak için, pencerenin altındaki Gerber Dosya Adı Çıktı öğesini %PREFIX/%NAME.gbr olarak ayarlayın.
- Son olarak, ayarları kaydetmek için pencerenin sol üst köşesindeki İşi Kaydet'e tıklayın. Bir Gerber dosyası oluşturmak için sağ alttaki İşlem İşi'ne tıklayın.
2. Mürekkep sentezi
NOT: Esnek Ag mürekkebi, mevcut toplayıcı hattı ve pedler için iletken mürekkep olarak kullanılır.
- Terpineol, etilselüloz, aktif karbon (AC), Super-P, poliviniliden diflorür (PVDF) ve Triton-X kullanarak EDLC mürekkebini aşağıdaki gibi hazırlayın.
- Çözücü olarak yüksek viskoziteli 2.951 μL terpineol ve koyulaştırıcı olarak 1.56 g etil selüloz kullanın. AC'nin Super-P'ye PVDF'ye oranını toplam ağırlığı 1,8478 g olan 7:2:1 olarak ayarlayın. Ek olarak, karıştırma için yüzey aktif madde olarak 49 μL Triton-X kullanın.
- Bir planet mikser kullanarak tüm malzemeleri 30 dakika boyunca karıştırın. İyi karıştırılmış elektrot malzemesini mürekkep püskürtmeli yazıcının kartuşuna yerleştirin ve 5 dakika boyunca 115 x g'de santrifüj yapın.
- GPE mürekkebini propilen karbonat (PC), PVDF ve lityum perklorat (LiClO4) kullanarak aşağıdaki gibi hazırlayın.
- Çözücü olarak PC, polimer matrisi olarak PVDF ve tuz olarak LiClO4 kullanın. GPE'nin tüm bileşenlerini, LiClO4'ün son molar konsantrasyonu 1 M ve PVDF'nin nihai ağırlık yüzdesi ağırlıkça% 5 olacak şekilde tartın.
- Tüm bileşenleri çözünene kadar 140 °C'de 1 saat boyunca karıştırın. Karıştırdıktan sonra, GPE mürekkebini yeterince soğutun ve mürekkep kartuşuna yerleştirin.
3. Mürekkep püskürtmeli yazıcı yazılımı parametre kurulumu
- Yazıcı programını çalıştırın. Yazdır düğmesine tıklayın, Basit'i seçin ve ardından Şekil 2'de gösterildiği gibi Esnek İletken Mürekkep'i seçin.
- Şekil 3'teki 1 oku izleyerek tasarlanan desenin Gerber dosyasını yükleyin. İletken çizginin Gerber dosyasını seçin ve açın (Şekil 3'teki 2 ve 3 oka bakın). 4 okla gösterildiği gibi İLERİ düğmesine tıklayın.
- PCB kartını Şekil 4A'da gösterildiği gibi sabitleyin ve probu Şekil 4B'de gösterildiği gibi monte edin.
- ANAHAT düğmesine tıklayarak PCB yazıcının sıfır noktasını prob aracılığıyla ayarlayın ( Şekil 5'teki 1,4 kırmızı oka bakın).
NOT: Prob, desenin ana hatlarını gösterirken PCB kartı üzerinde hareket eder ( Şekil 5'in sağ alt köşesine bakın). - Desen görüntüsünü sürükleyerek ekrandaki taşıyın ( Şekil 5'teki sarı kesikli oka bakın). Probun istenen yoldan geçip geçmediğini kontrol etmek için ANAHAT düğmesine bir kez daha tıklayın. İLERİ'ye tıklayın (Şekil 5'teki 5 okla gösterilir).
- Substratın düz olup olmadığını kontrol etmek için substratın yüksekliğini ölçmek için PROBE'a tıklayın (Şekil 6).
NOT: Alt tabaka üzerindeki problama bölgesi, yazıcıda yerleşik olarak bulunan program tarafından otomatik olarak seçilir. - Yükseklik ölçümü tamamlandıktan sonra probu çıkarın. Mürekkep kartuşunu mürekkep dağıtıcısına takın ve dağıtıcıyı hazırlamak için nozulu (iç çap: 230 μm) bağlayın.
- Her mürekkep (iletken hat, EDLC, GPE) dağıtıcısını takın ve her mürekkebin parametrelerini ayarlarken KALİBRASYON düğmesine basarak bir numune deseni yazdırın (Şekil 7).
- Baskı sonucunu görsel olarak kontrol edin ve her mürekkep için parametre değerlerini kaydedin. Ayrıntılar için Temsili Sonuçlar'a bakın.
4. İletken hattın basılması
NOT: Adım 4.1'den beri. 4.7'ye kadar. Bölüm 3 ile örtüşüyorsa, bunlar aşağıda sadece kısaca özetlenmiştir.
- Mürekkep püskürtmeli yazıcı programını çalıştırın ve başlat menüsünde Yazdır'a tıklayın ve Basit (Şekil 1) öğesini seçin.
- Tasarlanan desen dosyasını yüklemek için Mürekkep'in yanındaki Dosya Seç düğmesine tıklayın ve İLERİ'ye tıklayın (Şekil 3).
- PCB kartını yazıcıya sabitleyin ve probu takın (Şekil 4).
- Desenin substrat üzerindeki konumunu kontrol edin ve substratın yüksekliğini ölçün (Şekil 5 ve Şekil 6).
- Probu çıkarın ve ardından iletken mürekkep (esnek Ag mürekkebi) dağıtıcısını takın.
- İletken mürekkebin yazılım parametrelerini Ayarlar düğmesine tıklayarak değiştirin (bkz. Şekil 7 ve Tablo 1).
- Adım 4.6'daki ayarın başarılı olup olmadığını denetlemek için örnek bir desen yazdırın.
- Örnek baskı desenini etanol ile nemlendirilmiş bir temizleme mendiliyle silin.
- İletken çizginin tasarlanan desenini START düğmesine basarak yazdırın.
- Baskıdan sonra, iletken hattı 30 dakika boyunca 180 ° C'de kürleyin. Ardından, substratın ve iletken hattın birleşik ağırlığını ölçün.
5. EDLC hattının yazdırılması
- Yazıcı programının başlangıç ekranında Hizalanmış seçeneğini belirleyin. EDLC satır desen dosyasını yükleyin ve İLERİ'ye tıklayın (bkz. adım 3.2).
- EDLC hattının ve iletken çizginin desen konumlarını hizalamak için iletken hattın konumunun iki hizalama noktasından algılandığından emin olun. Ardından, rastgele bir noktaya gidin ve konumun doğru olup olmadığını denetleyin.
- PROBE düğmesine tıklayarak dağıtıcı nozulunun iletken hattın üzerindeki yüksekliğini kontrol etmek için iletken hattın toplam yüksekliğini ölçün (bkz. Şekil 6).
- EDLC mürekkeplerinin yazılım parametre değerlerini değiştirin (Şekil 7 ve Tablo 1).
- Yazılım parametre değerlerinin uygun olup olmadığını denetlemek için örnek bir desen yazdırın. Örnek baskı desenini etanol ile nemlendirilmiş bir temizleme mendiliyle silin. START düğmesine basarak EDLC satırını yazdırın.
- Solventi buharlaştırmak için baskılı EDLC hattını oda sıcaklığında gece boyunca kurutun.
- Kurutulmuş EDLC hattının ağırlığını hesaplamak için, substratın, iletken hattın ve EDLC hattının toplam ağırlığını ölçün.
6. GPE desenini yazdırma
- Yazıcı programının başlangıç ekranında Hizalanmış seçeneğini belirleyin. GPE deseninin Gerber dosyasını yükleyin ve İLERİ'ye tıklayın (bkz. adım 3.2).
- Hizalama noktalarını kontrol edin ve konumun doğru olup olmadığını kontrol etmek için herhangi bir noktaya gidin.
- Nozul için varsayılan yüksekliği ayarlamak üzere EDLC hattının yüksekliğini ölçün.
- GPE mürekkeplerinin yazılım parametre değerlerini değiştirin (Şekil 7 ve Tablo 1).
- Yazılım parametre değerlerinin uygun olup olmadığını denetlemek için örnek bir desen yazdırın.
- Örnek baskı desenini etanol ile nemlendirilmiş bir temizleme mendiliyle silin. GPE desenini yazdırın.
- Bir stabilizasyon prosesine sahip olmak ve artık çözücüyü buharlaştırmak için, GPE modelini oda sıcaklığında 24 saat kurutun.
7. Elektrokimyasal test
- Aşağıdaki adımları izleyerek mürekkep püskürtmeli baskılı süper kapasitör cihazı için elektrokimyasal ölçümleri gerçekleştirin. Potansiyostat cihazını açın ve döngüsel voltametri (CV), galvanostatik yük/deşarj (GCD) ve elektrokimyasal empedans spektroskopisini (EIS) ölçmek için programı çalıştırın.
- Potansiyostatı daha önce basılmış süper kapasitör cihazına bağlayın.
NOT: Potansiyostatta dört bağlantı hattı kullanılır: çalışma elektrodu (WE), çalışma sensörü (WS), karşı elektrot (CE) ve referans elektrodu (RE). - WS hattını WE hattına ve RE hattını CE hattına bağlayın, çünkü fabrikasyon cihaz simetrik bir süper kapasitördür.
- WE\WS hattını ve CE\RE hattını süper kapasitör cihazındaki karşıt akım toplayıcı pedlerine bağlayın.
- Potansiyostatı daha önce basılmış süper kapasitör cihazına bağlayın.
- Bir dizi CV oluşturun ve sonucu almak için çalıştırın.
- Sıra dosyasını oluşturmak için programı çalıştırın.
- Yeni Dizi düğmesine tıklayın.
- 1. adımı oluşturmak için Ekle düğmesine tıklayın.
- Potansiyostat tarafından görüntülenen potansiyelin 0 V olup olmadığını kontrol edin. Potansiyel 0 V değilse, aşağıdaki işlemleri gerçekleştirin.
- Kontrol'ü CONSTANT ve Configuration (Yapılandırma) olarak ayarlayın, Type (Tür) öğesini PSTAT, Mode (Mod) öğesini NORMAL ve Range (Aralık) öğesini AUTO (Otomatik) olarak ayarlayın. Gerilim (V) için Ref. Eraf olarak ve 0 olarak değer.
- Kesme Koşulu'nun Koşul-1'i için Öğe'yi Adım Süresi, OP'yi >=, DeltaDeğeri'ni 1:00 olarak ayarlayın ve Sonraki olarak İleri'ye geçin. Çeşitli ayarlar için Örnekleme düğmesine basın ve Öğe'yi Zaman(lar), OP'yi >= ve DeltaDeğeri'ni 30 olarak ayarlayın.
- Bir sonraki adımı oluşturmak için Ekle düğmesine tıklayın.
- Denetim'i SÜPÜRME ve Yapılandırma için PSTAT, Mod'u DÖNGÜSEL ve Aralık değerlerini OTOMATİK olarak ayarlayın. İlk (V) ve Orta (V) için, Ref. değerini Eref, Değer olarak ayarlayın. Son (V) için Ref.'i Eref ve Değer'i 800.00e-3 olarak ayarlayın.
- 5, 10, 20, 50 ve 100 mV/s voltaj tarama hızlarını kullanın. Bu nedenle, her tarama hızına göre, Tarama Hızı'nı (V/s) sırasıyla 5.0000e-3, 10.000e-3, 20.000e-3, 50.000e-3 ve 100.00e-3 olarak ayarlayın.
- Tüm tarama hızları için Sessiz zaman(lar)ı 0 ve Segmentler'i 21 olarak ayarlayın. Kesme Koşulu'nun Koşul-1'i için, Öğe'yi Adım Sonu olarak ayarlayın ve Sonraki olarak İleri'ye gidin.
- Çeşitli ayarı için Örnekleme düğmesine basın ve Öğe'yi Zaman(lar) ve OP'yi >= olarak ayarlayın. Her tarama hızı için DeltaValue'yu 0,9375, 0,5, 0,25, 0,125 ve 0,0625 olarak ayarlayın.
- CV testinin sıra dosyasını kaydetmek için Farklı Kaydet düğmesine tıklayın.
- CH'ye Uygula'ya tıklayın ve sonucu elde etmek için CV testinin sıra dosyasını çalıştırın.
- Bir GCD dizisi oluşturun ve sonucu almak için çalıştırın.
- Sıra dosyasını oluşturmak için programı çalıştırın.
- Yeni Dizi düğmesine tıklayın.
- 1. adımı oluşturmak için Ekle düğmesine tıklayın.
- Potansiyostat tarafından görüntülenen potansiyelin 0 V olup olmadığını kontrol edin. Potansiyel 0 V değilse, aşağıdaki işlemleri gerçekleştirin.
- Kontrol'ü CONSTANT ve Configuration (Yapılandırma) olarak ayarlayın, Type (Tür) öğesini PSTAT, Mode (Mod) öğesini NORMAL ve Range (Aralık) öğesini AUTO (OTOMATİK) olarak ayarlayın. Gerilim (V) için, Ref. öğesini Ref, Değer'i 0 olarak ayarlayın.
- Kesme Koşulu'nun Koşul-1'i için Öğe'yi Adım Süresi, OP'yi >=, DeltaDeğeri'ni 1:00 olarak ayarlayın ve Sonraki olarak Sonraki olarak ayarlayın. Çeşitli ayarı için Örnekleme düğmesine basın ve Öğe'yi Zaman(lar), OP'yi >= ve DeltaValue'yu 30 olarak ayarlayın.
- Bir sonraki adımı (Ücretlendirme adımı) oluşturmak için Ekle düğmesine tıklayın.
- Kontrol'ü CONSTANT ve Configuration (Yapılandırma) olarak ayarlayın, Type (Tür) öğesini GSTAT, Mode (Mod) öğesini NORMAL (Normal) ve Range (Aralık) öğesini AUTO (Otomatik olarak ayarlayın). Geçerli (A) için, Ref. değerini SIFIR olarak ayarlayın.
- Akım yoğunluğu 0,01 A/g ile 0,02 A/g arasında değişmektedir. Bu nedenle, her akım yoğunluğu için Akım (A) Değerini 310,26e-6 ve 620,52e-6 olarak ayarlayın.
- Kesme Koşulu'nun Koşul-1'i için Öğeyi Gerilim, OP'yi >=, DeltaValue 800.00e-3 olarak ayarlayın ve Sonraki olarak Sonrakine geçin. Çeşitli ayarı için Item'ı Time(s), OP değerini >= ve DeltaValue değerini 1 olarak ayarlayın.
- Bir sonraki adımı (Deşarj adımı) oluşturmak için Ekle düğmesine tıklayın.
NOT: Bu adım, Şarj adımıyla aynı şekilde ayarlanmıştır.- Her akım yoğunluğu için Akım Değeri (A) değerini -310,26e-6 ve -620,52e-6 olarak ayarlayın.
- Kesme Koşulu Öğesinin Koşul-1'i için Gerilim, OP <=, DeltaValue 0,0000e+0 olarak ayarlayın ve Sonraki olarak Sonraki olarak Sonraki olarak ayarlayın. Çeşitli ayarı için Item'ı Time(s), OP değerini >= ve DeltaValue değerini 1 olarak ayarlayın.
- Bir sonraki adımı (Döngü adımı) oluşturmak için Ekle düğmesine tıklayın.
- Denetim'i LOOP olarak ayarlayın ve Yapılandırma için Tür'ü Döngü ve Yineleme olarak 21 olarak ayarlayın.
- Kesme Koşulu'nun Koşul-1'i için Liste 1'deki Öğeyi Döngü Sonraki olarak ayarlayın. Her akım yoğunluğu için, 0,01 A/g için STEP-2 ve 0,02 A/g için STEP-5 olarak Sonraki Git'i ayarlayın.
- GCD testinin sıra dosyasını kaydetmek için Farklı Kaydet düğmesini tıklayın.
- CH'ye Uygula'yı tıklayın ve sonucu elde etmek için GCD testinin sıra dosyasını çalıştırın.
- Bir dizi EIS oluşturun ve sonucu almak için çalıştırın.
- Sıra dosyasını oluşturabilen programı çalıştırın.
- Yeni Dizi düğmesine tıklayın.
- 1. adımı oluşturmak için Ekle düğmesine tıklayın.
- Kontrol'ü CONSTANT ve Configuration (Yapılandırma) olarak ayarlayın, Type (Tür) öğesini PSTAT, Mode (Mod) öğesini TIMER STOP (TIMER STOP) ve Range (Aralık) öğesini AUTO (Otomatik olarak ayarlayın).
- Bu etütteki çalışma potansiyeli penceresi 0,0 ila 0,8 V olarak ayarlandığından, Voltaj için Değer , işletim potansiyeli penceresinin ortalama değeri olan 400,00e-3 olarak ayarlayın. Ref.'yi Ref olarak ayarlayın.
- Bir sonraki adımı oluşturmak için Ekle düğmesine tıklayın.
- Denetim'i EIS olarak ayarlayın ve Yapılandırma için Tür'ü PSTAT, Mod'u LOG ve Aralık'ı Otomatik olarak ayarlayın.
- Frekans aralığını 0,1 Hz - 1 MHz olarak ayarlayın. Bu nedenle, Başlangıç (Hz) ve Orta (Hz) değerlerini 100,00e+6 ve Son (Hz) değerlerini 100,00e-3 olarak ayarlayın.
- Bölüm 7.4.3.2'de belirtildiği gibi, Önyargı Değeri (V) değerini 400.00e-3 olarak ayarlayın ve Ref. değerini Ref olarak ayarlayın.
- Doğrusal bir yanıtı korumak için, genliği (Vrms) 10.000e-3 olarak ayarlayın.
- Bu deneme için Yoğunluk'u 10 ve Yineleme'yi 1 olarak ayarlayın.
- GCD testinin sıra dosyasını kaydetmek için Farklı Kaydet düğmesini tıklayın.
- CH'ye Uygula'ya tıklayın ve sonucu almak için EIS testinin sıra dosyasını çalıştırın.
Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.
Representative Results
Mürekkep adım 2'ye göre sentezlendi ve mürekkebin özellikleri referansa18 göre doğrulanabildi. Şekil 8, iletken mürekkep ve EDLC mürekkebinin yapısal özelliklerinin yanı sıra önceki araştırmada bildirilen EDLC mürekkebinin reolojik özelliklerini göstermektedir18. İletken mürekkep, sürekli iletken yollar oluşturmak için iyi bir şekilde sinterlenir ve nano ölçekli pürüzlülüğün EDLC mürekkebi ile temas alanını arttırması beklenmektedir (Şekil 8A, B). EDLC mürekkebi makroskopik ölçekte eşit olarak dağıtılır, ancak mikro ve nano ölçekte çok pürüzlü bir yüzey şekline sahiptir, bu da muhtemelen yüksek bir yüzey alanı sağlar ve enerji depolama kapasitesini artırır. Tüm bileşenler iyi dağılmıştır ve baskı sırasında tıkanmaya neden olabilecek görünür elemanlar yoktur (Şekil 8C-F). Şekil 8G, EDLC mürekkebindeki görünür viskozitenin zaman evrimini sunmaktadır. Viskozite değeri kesme süresi ile artar ve viskoelastik davranış göstermez; strese bağlı herhangi bir yapısal genişleme, gerilme veya yeniden düzenleme olmadan bir kesme kalınlaştırma davranışını gösterir.
Mevcut protokol kullanılarak basılı bir süper kapasitör başarıyla elde edildi (Şekil 9B). Yazdırılan desende daha az kusur varsa veya hiç kusur yoksa ( Şekil 9B'yi 9A ile karşılaştırın), minimum yüzey pürüzlülüğü ve düzgün kalınlık varsa baskı kalitesi iyi kabul edilir. Mürekkep püskürtmeli baskı yönteminin kalitesini etkileyen birincil parametreler besleme hızı, tekme, trim uzunluğu, gerilme önleme mesafesi, reolojik ayar noktası ve yumuşak başlatma/durdurma oranıdır. Bu çalışmada, GPE ve EDLC hattının (veya katmanının) baskı sonuçları, iletken çizginin baskı sonuçlarına göre değerlendirilmiştir.
Dağıtım sırasındaki besleme hızı ve XY ekseni hareket hızı, genel baskı süresini belirler. Ayrıca hattın kalınlığı ve kesme problemlerinin önlenmesi üzerinde de önemli bir etkiye sahiptir. Tüm hatlar, ilerleme hızı minimum (100 mm/dak) olduğunda gözle görülür bir kopukluk olmadan homojendi (Şekil 10A); ancak, ürünün basılması uzun zaman aldı. Buna karşılık, ilerleme hızı maksimum (600 mm/dak) olduğunda genel baskı süresi azalmıştır (Şekil 10D); ancak, 500 mm/dak ilerleme hızıyla basılan sonuçlarla karşılaştırıldığında (Şekil 10C), dağıtıcı hızla hareket ettiği için hat kesildi veya çatladı. 300 mm/dak'lık bir ilerleme hızının uygun bir baskı süresi için ve çatlak oluşumunu önlemek için en uygun olduğu bulunmuştur (Şekil 10B). Tekme, dağıtıcı içindeki pistonun strok uzunluğu boyunca uygulanan basıncı kontrol eder. Tekme çok düşük olduğunda tüm çizgilerin bağlantısı kesildi (minimum değer 0,1 mm'ye eşittir). Bununla birlikte, yüksek bir tekmedeki yüksek basınç (maksimum değer 0,7 mm'ye eşittir), nozulun tıkanmasına neden olan bir darboğaz yarattı. Bu nedenle, çizginin kırılmaması ve nozulun tıkanmaması için uygun bir tekme değeri (0.35 mm) kullanılması gerekir (Şekil 11).
Trim uzunluğu, bir dağıtım için kat edilen maksimum mesafedir ve 1 mm ile 9999 mm arasında değişen bir değere sahiptir. Yazıcı kabaca yazdırır ve kırpma uzunluğu 1 mm olduğunda uzun zaman alır. Bu nedenle, trim uzunluğunun desenin toplam uzunluğuna göre ayarlanması gerekir. Bu protokolde trim uzunluğu 120 mm olarak ayarlanmıştır (Şekil 12). Nozulun sonunda bir ipleme oluşturulabilir, çünkü mürekkebin nozula yapışması, mürekkebin yüzey enerjisine bağlı olarak mürekkebin substrata yapışmasından daha yüksektir. Dizginlenmeyi önleme mesafesi, nozulu geriye doğru iterek ipin güvenli bir şekilde kırılmasına yardımcı olur (Şekil 13). Reolojik ayar noktası, dağıtımdan sonra basıncı korumak için akış hızını telafi eden bir parametredir. Dağıtım miktarı, reolojik ayar noktası minimum değerinde (0.0) olduğunda bir desen yazdırıldıktan sonra bile artmaz. Bununla birlikte, reolojik ayar noktası maksimum değerde (1.0) olduğunda mürekkebin dağıtım miktarı ve akış hızı artar. Ayrıca, reolojik ayar noktası yüksek olduğunda darboğaz etkisinden dolayı tıkanma meydana gelir. Bu nedenle, reolojik ayar noktasının, mürekkebin viskozitesine ve sıkıştırılabilirliğine göre ayarlanması gerekir (Şekil 14).
Yumuşak başlatma/durdurma oranı, tekmenin (basınçlandırma) başladığı zaman ile akış hızının dengelendiği zaman arasındaki farkı mürekkebin özelliklerine göre ayarlayan bir parametredir (Şekil 15). Yazılım parametre kurulum kontrol deneyi sırasında, geçiş alanındaki değişiklikler ve iz penetrasyon ayar değeri nedeniyle baskıda herhangi bir değişiklik gözlemlemek zordur. Bu nedenle, bu iki parametre tasarlanan desene göre ayrı ayrı sabitlenmelidir. Kurulum kontrol deneyinin sonuçları aşağıdaki gibidir: geçiş aralığı, iz penetrasyonu ve trim uzunluğu, yazdırılacak desene göre ayarlanmalıdır. Ayrıca, besleme hızı, telsiz mesafesi, tekme, yumuşak başlatma/durdurma oranı ve reolojik ayar noktası, mürekkebin özelliklerine göre ayarlanmalıdır. Bu nedenle, farklı mürekkepler (iletken mürekkep, EDLC mürekkebi ve GPE mürekkebi) için yazılım parametre değerleri Tablo 1'de gösterildiği gibi sabitlenmiştir.
Elektrokimyasal veriler, protokolün 7. adımında açıklandığı gibi elde edilmiştir. Şekil 16A, B, C sırasıyla CV, GCD ve EIS verilerini sunmaktadır. Şekil 16A'da gösterilen veriler CV ölçümü ile elde edilmiştir. Gravimetrik kapasitans, alan kapasitansı ve hücre kapasitansı, 5 mV / s'lik bir tarama hızı için sırasıyla 5.74 F / g, 142 mF / cm2 ve 178 mF / hücre olarak hesaplanmıştır. GCD grafikleri (Şekil 16B), EDLC'nin karakteristik özelliği olan neredeyse simetrik bir eğri şekli göstermektedir. Ayrıca, EIS grafiği (Şekil 16C), EDLC'ye özgü düşük bir Rs değerini (5.29 Ω) ve Rct değerini göstermez.
Resim 1: CAD programı ile tasarlanmış interdigitated pattern. Desenin üst kısmındaki iki ped, yalnızca geçerli bir toplayıcı mürekkebi ile yazdırılır. Büyük gök mavisi kare, jel polimer elektrolit mürekkebi ile basılır ve mavi çizgiler EDLC çizgi mürekkebi ve mevcut toplayıcı mürekkebi ile basılır. Bu şeklin daha büyük bir versiyonunu görüntülemek için lütfen buraya tıklayın.
Şekil 2: Yazıcı programı penceresinin görüntüsü . (A) Programın ilk ekranı. Kırmızı ok, Yazdır düğmesinin nerede olduğunu gösterir. (B) Programın ikinci ekranı. Kırmızı ok, Basit düğmesinin nerede olduğunu gösterir. (C) Programın üçüncü ekranı. Kırmızı ok, hangi mürekkebin seçilmesi gerektiğini gösterir. Bu şeklin daha büyük bir versiyonunu görüntülemek için lütfen buraya tıklayın.
Şekil 3: Tasarlanan desenin Gerber dosyasının nasıl yükleneceğini gösteren bir ekran görüntüsü. Bu şeklin daha büyük bir versiyonunu görüntülemek için lütfen buraya tıklayın.
Şekil 4: PCB kartının nasıl sabitleneceğini ve probun nasıl monte edileceğini gösteren bir ekran görüntüsü. (A) PCB kartını tutan mürekkep püskürtmeli yazıcının üstten görünümlü görüntüsü. (B) Probun monte edildiği mürekkep püskürtmeli yazıcının önden görünümlü görüntüsü. Bu şeklin daha büyük bir versiyonunu görüntülemek için lütfen buraya tıklayın.
Şekil 5: Desen konumu değiştirildiğinde prob hareketinin nasıl kontrol edileceğini gösteren bir ekran görüntüsü. Bu şeklin daha büyük bir versiyonunu görüntülemek için lütfen buraya tıklayın.
Şekil 6: Yüzey yüksekliğinin nasıl ölçüleceğini gösteren bir ekran görüntüsü. PROBE'a tıkladıktan sonra, prob substrat üzerinde belirtilen noktaya gider (dairelerle gösterilir) ve daha sonra substratın yüksekliğini kontrol etmek için aşağı ve yukarı hareket eder. Bu şeklin daha büyük bir versiyonunu görüntülemek için lütfen buraya tıklayın.
Şekil 7: Yazılım parametrelerinin nasıl ayarlanacağını ve örnek desenin nasıl yazdırılacağını gösteren bir ekran görüntüsü. (A) Örnek bir desen yazdırma prosedürünü gösteren bir ekran görüntüsü görüntüsü. Kırmızı ok, örnek deseni yazdırmak için düğmeyi ve sarı ok, mürekkeplerin yazılım parametrelerini kontrol etmek için düğmeyi gösterir. (B) (A)'da gösterilen sarı oka basıldığında görünen pencere. Yazılım parametreleri, 1 okla belirtilen değerler değiştirilerek değiştirilebilir. Yazılım parametrelerindeki değişiklikleri kaydetmek için 2 oka basın. Bu şeklin daha büyük bir versiyonunu görüntülemek için lütfen buraya tıklayın.
Şekil 8: Mürekkeplerin ve basılı katmanların SEM görüntüsü ve EDLC mürekkep viskozitesi. (A,B) Mevcut toplayıcının (A) düşük büyütme ve (B) yüksek büyütme değerlerinde üstten görünümlü SEM görüntüleri. (C) Basılı EDLC aktif katman filminin eğilmiş yandan görünümlü SEM görüntüsü. (D-F) EDLC aktif katmanının farklı büyütmelere sahip üstten görünümlü SEM görüntüleri. (G) Sabit 0,3 s-1 kesme hızı deneyi için EDLC mürekkebinin görünür viskozitesine karşı kesme süresi. Referanstan izin alınarak uyarlanmıştır18. Telif Hakkı (2020) Amerikan Kimya Derneği. Bu şeklin daha büyük bir versiyonunu görüntülemek için lütfen buraya tıklayın.
Şekil 9: Basılı sonuçların fotoğrafı. (A) Baskı hatası fotoğrafı; kırmızı daire içine alınmış kısım, yazdırma hatası nedeniyle eşit olmayan bir şekilde yazdırılır. (B) Son basılı ürünün fotoğrafı. Bu şeklin daha büyük bir versiyonunu görüntülemek için lütfen buraya tıklayın.
Şekil 10: Besleme hızındaki değişikliğe karşılık gelen yazdırma sonuçları. (A) 100 mm/dak, (B) 300 mm/dak, (C) 500 mm/dak ve (D) 600 mm/dak. Bu şeklin daha büyük bir versiyonunu görüntülemek için lütfen buraya tıklayın.
Şekil 11: Tekmedeki değişikliklere karşılık gelen baskı sonuçları . (A) 0,1 mm, (B) 0,2 mm, (C) 0,35 mm ve (D) 0,7 mm . Bu şeklin daha büyük bir versiyonunu görüntülemek için lütfen buraya tıklayın.
Şekil 12: Trim uzunluğundaki değişikliklere karşılık gelen baskı sonuçları . (A) 1,0 mm ve (B) 50 mm. Bu şeklin daha büyük bir versiyonunu görüntülemek için lütfen buraya tıklayın.
Şekil 13: Dağıtıcının telsiz mesafe parametresinin ayarlanmasıyla nasıl hareket ettiğini gösteren resimler . (A) Dizgi önleyici mesafe değeri maksimum değere (5,0 mm) sabitlendiğinde nozulun hareketi. (B) Dize fotoğrafı. Bu şeklin daha büyük bir versiyonunu görüntülemek için lütfen buraya tıklayın.
Şekil 14: Reolojik ayar noktası değişikliğindeki değişikliğe karşılık gelen baskı sonuçları . (A) 0 ve (B) 1.0. (B) içindeki kırmızı daireler, tıkanma etkisinin neden olduğu çatlakları (veya delikleri) gösterir. Bu şeklin daha büyük bir versiyonunu görüntülemek için lütfen buraya tıklayın.
Şekil 15: Yumuşak başlatma/yumuşak durdurma oranındaki değişikliğe karşılık gelen yazdırma sonuçları. Testere dişinin saat yönünde dönmesi (kırmızı ok) baskının başladığını gösterir. (A) Yumuşak başlangıç maksimum değeri ve yumuşak durdurma minimum değeri, ayrıca (B) yumuşak başlatma minimum değeri ve yumuşak durdurma maksimum değeri. Bu şeklin daha büyük bir versiyonunu görüntülemek için lütfen buraya tıklayın.
Şekil 16: Basılı süper kapasitörün elektrokimyasal test sonuçları . (A) CV, (B) GCD ve (C) EIS grafikleri. Bu şeklin daha büyük bir versiyonunu görüntülemek için lütfen buraya tıklayın.
| Parametre | İletken mürekkep | EDLC mürekkep | GPE mürekkebi |
| Geçiş aralığı (mm) | 0.15 | 0.15 | 0.15 |
| Dağıtım yüksekliği (mm) | 0.12 | 0.14 | 0.16 |
| Besleme hızı (mm/dak) | 500 | 300 | 300 |
| Trim uzunluğu (mm) | 120 | 120 | 120 |
| İz penetrasyonu (mm) | 0.15 | 0.15 | 0.15 |
| Dizginlenme önleme mesafesi (mm) | 0.4 | 0.7 | 0.1 |
| Tekme (mm) | 0.35 | 0.3 | 0.4 |
| Yumuşak başlangıç oranı | 0.1 | 0.8 | 0.8 |
| Yumuşak durdurma oranı | 0.15 | 0.1 | 0.15 |
| Reolojik ayar noktası | 0.16 | 0.2 | 0.16 |
Tablo 1. İletken mürekkep, EDLC mürekkebi ve GPE mürekkebi için optimize edilmiş yazılım parametreleri.
Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.
Discussion
Bu protokoldeki kritik adımlar, parametre değerlerini hassas bir şekilde ayarlayarak tasarlanan deseni yazdırmak için yazılım parametre kurulumunda yer alır. Özelleştirilmiş baskı, yapısal optimizasyona ve yeni mekanik özelliklerin elde edilmesine yol açabilir19. Yazılım parametre kontrolüne sahip mürekkep püskürtmeli baskı yöntemi, baskı işlemi için optimize edilmiş malzemeyi seçerek çeşitli endüstrilerde sofistike baskı için kullanılabilir.
Mürekkep püskürtmeli baskı kullanarak süper kapasitörlerin üretiminde, bir kağıt hala tek tip ve yüksek çözünürlüklü bir desen geliştirmenin bir sınırı olduğunu bildirdi. Yüksek sıcaklıkta işlem sonrası işlemin hala gerekli olduğu ve malzemenin optimizasyon sürecinin vazgeçilmez olduğu bildirilmiştir20. Başka bir makale, mürekkep püskürtmeli baskıyı düzgün bir şekilde kullanmak için, viskoziteyi ve yüzey gerilimini yazıcıya bağlı olarak nispeten dar bir aralıkta ayarlamanın gerekli olduğunu bildirmiştir. Bu amaçla, mürekkebin aktif malzemesinin konsantrasyonu sınırlıdır. Bazı durumlarda, yeterli miktarda malzeme biriktirmek için birden fazla baskının gerekli olduğu belirtilmiştir21. Bu eğilime paralel olarak, bu protokol, mürekkep püskürtmeli yazıcıları işlemek için hassas yöntemler sağlayarak araştırmacıların daha yüksek çözünürlüklü desenler uygulamasına yardımcı olabilir. Buna ek olarak, yazılım kontrolü üzerindeki ustalıkla, yeterli malzeme biriktirmek için birkaç kez yazdırmak zorunda kalmadan Besleme hızı ve Tekme gibi yazılım parametrelerini ayarlayarak üretim sürecini basitleştirebilirsiniz.
Hassas baskı için yazılım parametre kontrolü, sunulan protokole göre yapılabilir. Ancak, yazdırma yöntemine bağlı olarak aygıtın performansını artırmak için bazı darboğazlar ele alınmalıdır. Mürekkep yayılma ve tıkanma etkisi gibi çeşitli sorunlar, yazılım parametre değerlerinin ayarlanmasıyla birlikte mürekkebin kendisinin özelliklerinin optimizasyonunu gerektirir22. Mürekkebin en önemli iki özelliği viskozite ve yüzey gerilimidir23. Bu nedenle, mürekkebin viskozitesi24 ve yüzey gerilimi25, optimizasyonu için ölçülmeli ve kontrol edilmelidir. Performansı artırmak için, mürekkeplerin özelliklerini tam olarak anlamak ve uygun oranlara sahip malzemeleri seçmek de önemlidir.
Özetle, burada bir süper kapasitör aygıtı yazdırmak için mürekkep püskürtmeli baskı kullanmak üzere bir protokol oluşturulmuştur. Mürekkep püskürtmeli yazıcıyı kontrol eden yazılım parametrelerinin tartışılması, karmaşık baskı süreçlerinin ele alınması ve optimize edilmesi için yararlı bir kılavuz olarak burada sağlanmıştır. Enerji depolama, esnek sensörler ve havacılık endüstrisi için giyilebilir cihazların basılmasında daha fazla ilerleme, mürekkep malzemesi optimizasyonu ile sağlanabilir.
Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.
Disclosures
Yazarların herhangi bir açıklaması yoktur.
Acknowledgments
Bu çalışma, Kore Elektrik Enerjisi Şirketi (Hibe numarası: R21XO01-24), KIAT tarafından işletilen Kore MOTIE Endüstri Uzmanları için Yetkinlik Geliştirme Programı (No. P0012453) ve Chung-Ang Üniversitesi Lisansüstü Araştırma Bursu 2021.
Materials
| Name | Company | Catalog Number | Comments |
| 2” x 3” FR4 board | Voltera | SKU: 1000066 | PCB substrate |
| Activated carbon | MTI | Np-Ag-0530HT | |
| Eagle CAD | Autodesk | PCB CAD program | |
| Ethyl cellulose | Sigma Aldrich | 46070 | 48.0-49.5% (w/w) ethoxyl basis |
| Flex 2 conductive ink | Voltera | SKU: 1000333 | Flexible Ag ink |
| Lithium perchlorate | Sigma Aldrich | 634565 | |
| Propylene carbonate | Sigma Aldrich | 310328 | |
| PVDF | Sigma Aldrich | 182702 | average Mw ~534,000 by GPC |
| Smart Manager | ZIVE LAB | ver : 6. 6. 8. 9 | Electrochemical analysis program |
| Super-P | Hyundai | ||
| Terpineol | Sigma Aldrich | 432628 | |
| Thinky mixer | Thinky | ARE-310 | Planetary mixer |
| Triton-X | Sigma Aldrich | X100 | |
| V-One printer | Voltera | SKU: 1000329 | PCB printer |
| ZIVE SP1 | Wonatech | Potentiostat device |
References
- Valentine, A. D., et al. Hybrid 3D printing of soft electronics. Advanced Materials. 29 (40), 1703817 (2017).
- Liang, K., Carmone, S., Brambilla, D., Leroux, J. -C. 3D printing of a wearable personalized oral delivery device: A first-in-human study. Science Advances. 4 (5), (2018).
- Joshi, S. C., Sheikh, A. A. 3D printing in aerospace and its long-term sustainability. Virtual and Physical Prototyping. 10 (4), 175-185 (2015).
- Wang, S., et al. Paper-based chemiluminescence ELISA: Lab-on-paper based on chitosan modified paper device and wax-screen-printing. Biosensors and Bioelectronics. 31 (1), 212-218 (2012).
- Vohra, V., et al. Low-cost and green fabrication of polymer electronic devices by push-coating of the polymer active layers. ACS Applied Materials & Interfaces. 9 (30), 25434-25444 (2017).
- Schüffelgen, P., et al. Selective area growth and stencil lithography for in situ fabricated quantum devices. Nature Nanotechnology. 14 (9), 825-831 (2019).
- Karim, N., Afroj, S., Tan, S., Novoselov, K. S., Yeates, S. G. All inkjet-printed graphene-silver composite ink on textiles for highly conductive wearable electronics applications. Scientific Reports. 9 (1), 8035 (2019).
- Singh, M., Haverinen, H. M., Dhagat, P., Jabbour, G. E. Inkjet printing-Process and its applications. Advanced Materials. 22 (6), 673-685 (2010).
- An, B., et al. Three-dimensional multi-recognition flexible wearable sensor via graphene aerogel printing. Chemical Communications. 52 (73), 10948-10951 (2016).
- Ko, S. H., Chung, J., Hotz, N., Nam, K. H., Grigoropoulos, C. P. Metal nanoparticle direct inkjet printing for low-temperature 3D micro metal structure fabrication. Journal of Micromechanics and Microengineering. 20 (12), 125010 (2010).
- Li, J., et al.
- Burke, A. Ultracapacitors: why, how, where is the technology. Journal of Power Sources. 91 (1), 37-50 (2000).
- Qorbani, M., Khajehdehi, O., Sabbah, A., Naseri, N. Ti-rich TiO2 tubular nanolettuces by electrochemical anodization for all-solid-state high-rate supercapacitor devices. ChemSusChem. 12 (17), 4064-4073 (2019).
- Areir, M., Xu, Y., Harrison, D., Fyson, J. 3D printing of highly flexible supercapacitor designed for wearable energy storage. Materials Science and Engineering: B. 226, 29-38 (2017).
- Fialkov, A. S. Carbon application in chemical power sources. Russian Journal of Electrochemistry. 36 (4), 345-366 (2000).
- Pandolfo, A. G., Hollenkamp, A. F. Carbon properties and their role in supercapacitors. Journal of Power Sources. 157 (1), 11-27 (2006).
- Egorov, V., Gulzar, U., Zhang, Y., Breen, S., O'Dwyer, C. Evolution of 3D printing methods and materials for electrochemical energy storage. Advanced Materials. 32 (29), 2000556 (2020).
- Seol, M. -L., et al. All-printed in-plane supercapacitors by sequential additive manufacturing process. ACS Applied Energy Materials. 3 (5), 4965-4973 (2020).
- Park, S. H., Kaur, M., Yun, D., Kim, W. S. Hierarchically designed electron paths in 3D printed energy storage devices. Langmuir. 34 (37), 10897-10904 (2018).
- Sajedi-Moghaddam, A., Rahmanian, E., Naseri, N. Inkjet-printing technology for supercapacitor application: Current state and perspectives. ACS Applied Materials & Interfaces. 12 (31), 34487-34504 (2020).
- Komuro, N., Takaki, S., Suzuki, K., Citterio, D. Inkjet printed (bio)chemical sensing devices. Analytical and Bioanalytical Chemistry. 405 (17), 5785-5805 (2013).
- Kim, J., Kumar, R., Bandodkar, A. J., Wang, J. Advanced materials for printed wearable electrochemical devices: A review. Advanced Electronic Materials. 3 (1), 1600260 (2017).
- Calvert, P. Inkjet printing for materials and devices. Chemistry of Materials. 13 (10), 3299-3305 (2001).
- Zhou, Z., et al. High-throughput characterization of fluid properties to predict droplet ejection for three-dimensional inkjet printing formulations. Additive Manufacturing. 29, 100792 (2019).
- Ebnesajjad, S. Handbook of Adhesives and Surface Preparation. Ebnesajjad, S. , William Andrew Publishing. 21-30 (2011).
