Este artigo fornece uma técnica para a fabricação de supercapacitores à base de chip usando uma impressora a jato de tinta. As metodologias são descritas detalhadamente para sintetizar tintas, ajustar parâmetros de software e analisar os resultados eletroquímicos do supercapacitor fabricado.
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Artigo de método
Controle elaborado da impressora a jato de tinta para fabricação de supercapacitores baseados em chips
Neste artigo
Resumo
Resumo
Há enormes esforços em vários campos para aplicar o método de impressão a jato de tinta para a fabricação de dispositivos vestíveis, displays e dispositivos de armazenamento de energia. Para obter produtos de alta qualidade, no entanto, habilidades de operação sofisticadas são necessárias dependendo das propriedades físicas dos materiais de tinta. Nesse sentido, otimizar os parâmetros de impressão do jato de tinta é tão importante quanto desenvolver as propriedades físicas dos materiais de tinta. Neste estudo, é apresentada a otimização dos parâmetros do software de impressão a jato de tinta para a fabricação de um supercapacitor. Supercapacitores são sistemas atraentes de armazenamento de energia devido à sua alta densidade de energia, vida útil longa e várias aplicações como fontes de energia. Supercapacitores podem ser usados na Internet das Coisas (IoT), smartphones, dispositivos vestíveis, veículos elétricos (EVs), grandes sistemas de armazenamento de energia, etc. A ampla gama de aplicações exige um novo método que pode fabricar dispositivos em várias escalas. O método de impressão a jato de tinta pode romper o método convencional de fabricação de tamanho fixo.
Introdução
Nas últimas décadas, vários métodos de impressão foram desenvolvidos para várias aplicações, incluindo dispositivos vestíveis1, farmacêuticos2 e componentes aeroespaciais3. A impressão pode ser facilmente adaptada para vários dispositivos, simplesmente alterando os materiais a serem usados. Além disso, evita o desperdício de matérias-primas. Para a fabricação de dispositivos eletrônicos, vários métodos de impressão, como impressão de tela4, push-coating5 e litografia6 foram desenvolvidos. Em comparação com essas tecnologias de....
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Protocolo
1. Projeto de padrão usando o programa PCB CAD
- Execute o programa CAD. Clique no botão Arquivo no topo da janela do programa. Para formar um novo arquivo de projeto, clique nos botões Novo e Projeto .
- Para gerar o arquivo do quadro, clique nos botões Arquivo, Novo e Placa em ordem. Defina os valores de tamanho da grade, múltiplos e alt clicando no botão Grade em forma de malha no canto superior esquerdo da janela de arquivo de placa criada (ou clicando em Exibir e Grade
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Resultados
A tinta foi sintetizada de acordo com a etapa 2, e as características da tinta puderam ser confirmadas de acordo com a referência18. A Figura 8 mostra as propriedades estruturais da tinta condutora e da tinta EDLC, bem como as propriedades reológicas da tinta EDLC relatadas na pesquisa anterior18. A tinta condutora é bem sinterizada para formar caminhos de condução contínua, e espera-se que a rugosidade nanoescala aumente a área de contato com .......
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Discussão
As etapas críticas deste protocolo estão envolvidas na configuração do parâmetro de software para imprimir o padrão projetado, ajustando finamente os valores dos parâmetros. A impressão personalizada pode levar à otimização estrutural e à obtenção de novas propriedades mecânicas19. O método de impressão a jato de tinta com controle de parâmetro de software pode ser usado para impressão sofisticada em diversos setores, selecionando o material otimizado para o processo de impressão.
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Divulgações
Os autores não têm revelações.
Agradecimentos
Este trabalho foi apoiado pela Korea Electric Power Corporation (número de concessão: R21XO01-24), o Programa de Desenvolvimento de Competência para Especialistas da Indústria da MOTIE coreana operado pela KIAT (No. P0012453), e a Bolsa de Pós-Graduação em Pesquisa da Universidade chung-Ang 2021.
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Materiais
| Nome | Empresa | Número de catálogo | Comentários |
|---|---|---|---|
| 2 "x 3" FR 4 placas | Voltera | SKU: 1000066 | Substrato PCB |
| Carvão ativado | MTI | Np-Ag-0530HT | |
| Eagle CAD | Autodesk | PCB Programa CAD | |
| Celulose etílica | Sigma Aldrich | 46070 | 48,0-49,5% (p/p) base etoxila |
| Tinta condutora Flex 2 | Voltera | SKU: 1000333 | Tinta Ag flexível |
| Perclorato de lítio | Sigma Aldrich | 634565 | |
| carbonato de propileno | Sigma Aldrich | 310328 | |
| PVDF | Sigma Aldrich | 182702 | média Mw ~ 534.000 por GPC |
| Smart Manager | ZIVE LAB | ver: 6. 6. 8. 9 | Programa de análise eletroquímica |
| Super-P | Hyundai | ||
| Terpineol | Sigma Aldrich | 432628 | |
| Mixer Thinky | Mixer planetário Thinky | ARE-310 | |
| Triton-X | Sigma Aldrich | X100 | |
| V-One impressora | Voltera | SKU: 1000329 | impressora PCB |
| ZIVE SP1 | Dispositivo Wonatech | Potenciostat |
Referências
- 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
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Reimpressões e permissões
