Study on the Electrochemical Characteristics of a EGaIn Liquid Metal Electrode for Supercapacitor Applications

Abstract

>> Recent years, supercapacitors have been attracting a growing attention as an efficient energy storage, due to their long-lifetime, device reliability, simple device structure and operation mechanism and, most importantly, high power density. Along with the increasing interest in flexible/stretchable electronics, the supercapacitors with compatible mechanical properties have been also required. A eutectic gallium-indium (EGaIn) liquid metal could be a strong candidate as a soft electrode material of the supercapacitors because of its insulating surface oxide layer for electric double layer formation. Here, we report the electrochemical study on the charging/reaction process at the interface of EGaIn liquid metal and electrolyte. Numerical fitting of the charging current curves provides the capacitance of EGaIn/insulating layer/electrolyte (~38 F/m 2). This value is two orders of magnitude higher than a capacitance of a general metal electrode/electrolyte interface. 1. 서 론 다양한 에너지 저장소자 중, 최근 수퍼커패시터 (supercapacitor)에 대한 관심이 증가하고 있다. 수퍼 커패시터는 작동 온도 범위가 넓고, 수명이 길며, 비 교적 간단한 구성을 가지기 때문에 대형/소형화가 용 이하다는 장점을 가진다. 특히, 급속 충전이 가능하 며, 수 초에서 수 분의 짧은 시간에 높은 에너지를 발 산하는 고출력 동력원으로써, 소형 전자기기부터 군 사용 장비, 운송 수단의 시동 시스템 및 보조 전원 등 다양한 응용 분야에 사용될 수 있다. 지금까지 물리 적 전하 흡착을 이용한 전기 이중층 커패시터(Electric double-layer capacitors), 전기화학적 반응을 이용한 의사커패시터(pseudocapacitors), 그리고 두 가지 메 커니즘을 모두 활용하는 하이브리드 커패시터 등 다