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2021 | OriginalPaper | Buchkapitel

3. All Types of Flexible Solid-State Supercapacitors

verfasst von : Souvik Ghosh, Prakas Samanta, Tapas Kuila

Erschienen in: Handbook of Nanocomposite Supercapacitor Materials III

Verlag: Springer International Publishing

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Abstract

Nowadays, flexible solid-state supercapacitors (FSSCs) are the most emerging energy storage devices in modern miniatured technologies. With increasing the use of micro- and flexible electronic devices such as wearable electronic suits, microsensors, and biomedical equipment, the demand of FSSCs is increasing exponentially. These electronic devices focused on the integration of many components in single compact system that must be flexible in nature, lightweight, smaller in dimension, unbreakable and should be available at competitive price. Although the FSSCs device fabrication is in the early stage of development, there is a significant effort to investigate the new strategies to fulfill the demand of advanced energy technology. Therefore, exploring the novel approaches always remains an important academic and industrial challenge to the researchers. The chapter mainly focuses on the advancement of FSSCs devices with its all components such as current collector, electrode materials, and electrolytes. The chapter also discusses the strategies of fabrication techniques, types of FSSCs, design, evaluation of performance of FSSCs device step by step. Hence, the chapter gives an idea about the recent progress and challenges of the FSSCs devices.

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Zurück zum Zitat H. Tao, B. Marelli, M. Yang, B. An, M.S. Onses, J.A. Rogers, D.L. Kaplan, F.G. Omenetto, Adv. Mater. 27, 4273 (2015)CrossRef H. Tao, B. Marelli, M. Yang, B. An, M.S. Onses, J.A. Rogers, D.L. Kaplan, F.G. Omenetto, Adv. Mater. 27, 4273 (2015)CrossRef
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Zurück zum Zitat L. Liu, Q. Lu, S. Yang, J. Guo, Q. Tian, W. Yao, Z. Guo, V.A.L. Roy, W. Wu, Adv. Mater. Technol. 3, 1700206 (2018)CrossRef L. Liu, Q. Lu, S. Yang, J. Guo, Q. Tian, W. Yao, Z. Guo, V.A.L. Roy, W. Wu, Adv. Mater. Technol. 3, 1700206 (2018)CrossRef
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Zurück zum Zitat A.D. Valentine, T.A. Busbee, J.W. Boley, J.R. Raney, A. Chortos, A. Kotikian, J.D. Berrigan, M.F. Durstock, J.A. Lewis, Adv. Mater. 29, 1703817 (2017)CrossRef A.D. Valentine, T.A. Busbee, J.W. Boley, J.R. Raney, A. Chortos, A. Kotikian, J.D. Berrigan, M.F. Durstock, J.A. Lewis, Adv. Mater. 29, 1703817 (2017)CrossRef
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Zurück zum Zitat M. Areir, Y. Xu, D. Harrison, J. Fyson, Mater. Sci. Eng. B 226, 29 (2017)CrossRef M. Areir, Y. Xu, D. Harrison, J. Fyson, Mater. Sci. Eng. B 226, 29 (2017)CrossRef
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Zurück zum Zitat E.A. Gaulding, B.T. Diroll, E.D. Goodwin, Z.J. Vrtis, C.R. Kagan, C.B. Murray, Adv. Mater. 27, 2846 (2015)CrossRef E.A. Gaulding, B.T. Diroll, E.D. Goodwin, Z.J. Vrtis, C.R. Kagan, C.B. Murray, Adv. Mater. 27, 2846 (2015)CrossRef
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Zurück zum Zitat R.M. Almeida, M.C. Goncalves, S. Portal, J. Non-Cryst, Solids 345 & 346, 562 (2004) R.M. Almeida, M.C. Goncalves, S. Portal, J. Non-Cryst, Solids 345 & 346, 562 (2004)
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Zurück zum Zitat S. Su, L. Lai, R. Li, Y. Lin, H. Dai, X. Zhu, A.C.S. Appl, Energy Mater. 3, 9379 (2020) S. Su, L. Lai, R. Li, Y. Lin, H. Dai, X. Zhu, A.C.S. Appl, Energy Mater. 3, 9379 (2020)
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Zurück zum Zitat H.T. Nguyen, L. Miao, S.-T. Mura, M. Tanemura, S. Toh, K. Kaneko, M. Kawasaki, J. Cryst. Growth 271, 245 (2004)CrossRef H.T. Nguyen, L. Miao, S.-T. Mura, M. Tanemura, S. Toh, K. Kaneko, M. Kawasaki, J. Cryst. Growth 271, 245 (2004)CrossRef
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Zurück zum Zitat R.J. Chen, M. Huang, W.Z. Huang, Y. Shen, Y.H. Lin, C.W. Nan, J. Mater. Chem. A 2, 13277 (2014)CrossRef R.J. Chen, M. Huang, W.Z. Huang, Y. Shen, Y.H. Lin, C.W. Nan, J. Mater. Chem. A 2, 13277 (2014)CrossRef
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Zurück zum Zitat T. Lv, M. Liu, D. Zhu, L. Gan, T. Chen, Adv. Mater. 30, 1705489 (2018)CrossRef T. Lv, M. Liu, D. Zhu, L. Gan, T. Chen, Adv. Mater. 30, 1705489 (2018)CrossRef
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Zurück zum Zitat M. Yousaf, H.T. H. Shi, Y. Wang, Y. Chen, Z. Ma, A. Cao, H.E. Nagui, R.P.S. Han, Adv. Energy Mater. 6, 1600490 (2016) M. Yousaf, H.T. H. Shi, Y. Wang, Y. Chen, Z. Ma, A. Cao, H.E. Nagui, R.P.S. Han, Adv. Energy Mater. 6, 1600490 (2016)
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Zurück zum Zitat Q. Xue, J. Sun, Y. Huang, M. Zhu, Z. Pei, H. Li, Y. Wang, N. Li, H. Zhang, C. Zhi, Small 13, 1701827 (2017)CrossRef Q. Xue, J. Sun, Y. Huang, M. Zhu, Z. Pei, H. Li, Y. Wang, N. Li, H. Zhang, C. Zhi, Small 13, 1701827 (2017)CrossRef
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Zurück zum Zitat H. Sheng, X. Zhang, Y. Ma, P. Wang, J. Zhou, Q. Su, W. Lan, E. Xie, C.-J. Zhang, A.C.S. Appl, Mater. Interfaces 11, 8992 (2019)CrossRef H. Sheng, X. Zhang, Y. Ma, P. Wang, J. Zhou, Q. Su, W. Lan, E. Xie, C.-J. Zhang, A.C.S. Appl, Mater. Interfaces 11, 8992 (2019)CrossRef
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Zurück zum Zitat M. Karnan, A.G.K. Raj, K. Subramani, S. Santhoshkumar, M. Sathish, Sustain. Energy Fuels 4, 3029 (2020) M. Karnan, A.G.K. Raj, K. Subramani, S. Santhoshkumar, M. Sathish, Sustain. Energy Fuels 4, 3029 (2020)
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Zurück zum Zitat C. Cao, Y. Zhou, S. Ubnoske, J. Zang, Y. Cao, P. Henry, C.B. Parker, J.T. Glass, Adv. Energy Mater. 9, 1900618 (2019)CrossRef C. Cao, Y. Zhou, S. Ubnoske, J. Zang, Y. Cao, P. Henry, C.B. Parker, J.T. Glass, Adv. Energy Mater. 9, 1900618 (2019)CrossRef
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Zurück zum Zitat S. Banerjee, K.K. Kar, Conducting polymers as electrode materials for supercapacitors, in Handbook of Nanocomposite Supercapacitor Materials II, vol. 302, ed. by K.K. Kar (Springer Nature, Switzerland AG, 2020), p. 333 S. Banerjee, K.K. Kar, Conducting polymers as electrode materials for supercapacitors, in Handbook of Nanocomposite Supercapacitor Materials II, vol. 302, ed. by K.K. Kar (Springer Nature, Switzerland AG, 2020), p. 333
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Zurück zum Zitat Y. Zhou, K. Maleski, B. Anasori, J.O. Thostenson, Y. Pang, Y. Feng, K. Zeng, C.B. Parker, S. Zauscher, Y. Gogotsi, J.T. Glass, C. Cao, ACS Nano 14, 3576 (2020)CrossRef Y. Zhou, K. Maleski, B. Anasori, J.O. Thostenson, Y. Pang, Y. Feng, K. Zeng, C.B. Parker, S. Zauscher, Y. Gogotsi, J.T. Glass, C. Cao, ACS Nano 14, 3576 (2020)CrossRef
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Zurück zum Zitat Z. Niu, H. Dong, B. Zhu, J. Li, H.H. Hng, W. Zhou, X. Chen, S. Xie, Adv. Mater. 25, 1058 (2013)CrossRef Z. Niu, H. Dong, B. Zhu, J. Li, H.H. Hng, W. Zhou, X. Chen, S. Xie, Adv. Mater. 25, 1058 (2013)CrossRef
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Zurück zum Zitat Y. Zhao, J. Liu, Y. Hu, H. Cheng, C. Hu, C.C. Jiang, L. Jiang, A. Cao, L. Qu, Adv. Mater. 25, 591 (2013)CrossRef Y. Zhao, J. Liu, Y. Hu, H. Cheng, C. Hu, C.C. Jiang, L. Jiang, A. Cao, L. Qu, Adv. Mater. 25, 591 (2013)CrossRef
101.
Zurück zum Zitat C. Xu, Z. Li, C. Yang, P. Zou, B. Xie, Z. Lin, Z. Zhang, B. Li, F. Kang, C.P. Wong, Adv. Mater. 28, 4105 (2016)CrossRef C. Xu, Z. Li, C. Yang, P. Zou, B. Xie, Z. Lin, Z. Zhang, B. Li, F. Kang, C.P. Wong, Adv. Mater. 28, 4105 (2016)CrossRef
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Zurück zum Zitat Y. Song, H. Chen, Z. Su, X. Chen, L. Miao, J. Zhang, X. Cheng, H. Zhang, Small 13, 1702091 (2017) Y. Song, H. Chen, Z. Su, X. Chen, L. Miao, J. Zhang, X. Cheng, H. Zhang, Small 13, 1702091 (2017)
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Zurück zum Zitat L. Sheng, J. Chang, L. Jiang, Z. Jiang, Z. Liu, T. Wei, Z. Fan, Adv. Funct. Mater. 28, 1800597 (2018)CrossRef L. Sheng, J. Chang, L. Jiang, Z. Jiang, Z. Liu, T. Wei, Z. Fan, Adv. Funct. Mater. 28, 1800597 (2018)CrossRef
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Zurück zum Zitat Q. Liu, L. Zang, X. Qiao, J. Qiu, X. Wang, L. Hu, J. Yang, C. Yang, Adv. Electron. Mater. 5, 1900724 (2019)CrossRef Q. Liu, L. Zang, X. Qiao, J. Qiu, X. Wang, L. Hu, J. Yang, C. Yang, Adv. Electron. Mater. 5, 1900724 (2019)CrossRef
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Zurück zum Zitat Z. Liu, J. Zhang, J. Liu, Y. Long, L. Fang, Q. Wang, T. Liu, J. Mater. Chem. A 8, 6219 (2020)CrossRef Z. Liu, J. Zhang, J. Liu, Y. Long, L. Fang, Q. Wang, T. Liu, J. Mater. Chem. A 8, 6219 (2020)CrossRef
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Zurück zum Zitat C. Zhong, Y. Deng, W. Hu, J. Qiao, L. Zhang, J, Zhang. Chem. Soc. Rev. 44, 7484 (2015)CrossRef C. Zhong, Y. Deng, W. Hu, J. Qiao, L. Zhang, J, Zhang. Chem. Soc. Rev. 44, 7484 (2015)CrossRef
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Zurück zum Zitat G. Cai, P. Darmawan, M. Cui, J. Wang, J. Chen, S. Magdassi, P.S. Lee, Adv. Energy Mater. 6, 1501882 (2016)CrossRef G. Cai, P. Darmawan, M. Cui, J. Wang, J. Chen, S. Magdassi, P.S. Lee, Adv. Energy Mater. 6, 1501882 (2016)CrossRef
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Zurück zum Zitat A. Aliprandi, T. Moreira, C. Anichini, M.A. Stoeckel, M. Eredi, U. Sassi, M. Bruna, C. Pinheiro, C.A.T. Laia, S. Bonacchi, P. Samorì, Adv. Mater. 29, 1703225 (2017)CrossRef A. Aliprandi, T. Moreira, C. Anichini, M.A. Stoeckel, M. Eredi, U. Sassi, M. Bruna, C. Pinheiro, C.A.T. Laia, S. Bonacchi, P. Samorì, Adv. Mater. 29, 1703225 (2017)CrossRef
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Zurück zum Zitat Y.H. Liu, J.L. Xu, S. Shen, X.L. Cai, L.S. Chena, S.D. Wang, J. Mater. Chem. A 5, 9032 (2017)CrossRef Y.H. Liu, J.L. Xu, S. Shen, X.L. Cai, L.S. Chena, S.D. Wang, J. Mater. Chem. A 5, 9032 (2017)CrossRef
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Zurück zum Zitat J.L. Xu, Y.H. Liu, X. Gao, Y. Sun, S. Shen, X. Cai, L. Chen, S.D. Wang, A.C.S. Appl, Mater. Interfaces 9, 27649 (2017)CrossRef J.L. Xu, Y.H. Liu, X. Gao, Y. Sun, S. Shen, X. Cai, L. Chen, S.D. Wang, A.C.S. Appl, Mater. Interfaces 9, 27649 (2017)CrossRef
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Zurück zum Zitat N.F. Anglada, J. Pérez-Puigdemont, J. Figueras, M.Z. Iqbal, S. Roth, Nanoscale Res. Lett. 7, 571 (2012)CrossRef N.F. Anglada, J. Pérez-Puigdemont, J. Figueras, M.Z. Iqbal, S. Roth, Nanoscale Res. Lett. 7, 571 (2012)CrossRef
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Zurück zum Zitat R. Yuksel, Z. Sarioba, A. Cirpan, P. Hiralal, H.E. Unalan, A.C.S. Appl, Mater. Interfaces 6, 15434 (2014)CrossRef R. Yuksel, Z. Sarioba, A. Cirpan, P. Hiralal, H.E. Unalan, A.C.S. Appl, Mater. Interfaces 6, 15434 (2014)CrossRef
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Zurück zum Zitat Y. Gao, Y.S. Zhou, W. Xiong, L.J. Jiang, M. Mahjouri-samani, P. Thirugnanam, X. Huang, M.M. Wang, L. Jiang, Y.F. Lu, APL Mater. 1, 012101 (2013)CrossRef Y. Gao, Y.S. Zhou, W. Xiong, L.J. Jiang, M. Mahjouri-samani, P. Thirugnanam, X. Huang, M.M. Wang, L. Jiang, Y.F. Lu, APL Mater. 1, 012101 (2013)CrossRef
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Zurück zum Zitat N. Li, X. Huang, H. Zhang, Y. Li, C. Wang, A.C.S. Appl, Mater. Interfaces 9, 9763 (2017)CrossRef N. Li, X. Huang, H. Zhang, Y. Li, C. Wang, A.C.S. Appl, Mater. Interfaces 9, 9763 (2017)CrossRef
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Zurück zum Zitat C. Zhang, B. Anasori, A. Seral-Ascaso, S.H. Park, N. McEvoy, A. Shmeliov, G.S. Duesberg, J.N. Coleman, Y. Gogotsi, V. Nicolosi, Adv. Mater. 29, 1702678 (2017)CrossRef C. Zhang, B. Anasori, A. Seral-Ascaso, S.H. Park, N. McEvoy, A. Shmeliov, G.S. Duesberg, J.N. Coleman, Y. Gogotsi, V. Nicolosi, Adv. Mater. 29, 1702678 (2017)CrossRef
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Zurück zum Zitat W.J. Hyun, E.B. Secor, C.H. Kim, M.C. Hersam, L.F. Francis, C.D. Frisbie, Adv. Energy Mater. 7, 1700285 (2017)CrossRef W.J. Hyun, E.B. Secor, C.H. Kim, M.C. Hersam, L.F. Francis, C.D. Frisbie, Adv. Energy Mater. 7, 1700285 (2017)CrossRef
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Zurück zum Zitat P. Zhang, F. Wang, M. Yu, X. Zhuang, X. Feng, Chem. Soc. Rev. 47, 7426 (2018)CrossRef P. Zhang, F. Wang, M. Yu, X. Zhuang, X. Feng, Chem. Soc. Rev. 47, 7426 (2018)CrossRef
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Zurück zum Zitat E. Pomerantseva, F. Bonaccorso, X. Feng, Y. Cui, Y. Gogotsi, Science 366, 969 (2019)CrossRef E. Pomerantseva, F. Bonaccorso, X. Feng, Y. Cui, Y. Gogotsi, Science 366, 969 (2019)CrossRef
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Zurück zum Zitat C. Lethien, J.L. Bideau, T. Brousse, Energy Environ. Sci. 12, 96 (2019)CrossRef C. Lethien, J.L. Bideau, T. Brousse, Energy Environ. Sci. 12, 96 (2019)CrossRef
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Zurück zum Zitat T.M. Dinh, F. Mesnilgrente, V. Connedera, N.A. Kyeremateng, D. Pecha, J. Electrochem. Soc. 162, 2016 (2015)CrossRef T.M. Dinh, F. Mesnilgrente, V. Connedera, N.A. Kyeremateng, D. Pecha, J. Electrochem. Soc. 162, 2016 (2015)CrossRef
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Zurück zum Zitat L. Zhang, D. DeArmond, N.T. Alvarez, R. Malik, N. Oslin, C. McConnell, P.K. Adusei, Y.Y. Hsieh, V. Shanov, Small 13, 1603114 (2017) L. Zhang, D. DeArmond, N.T. Alvarez, R. Malik, N. Oslin, C. McConnell, P.K. Adusei, Y.Y. Hsieh, V. Shanov, Small 13, 1603114 (2017)
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Zurück zum Zitat Z.S. Wu, K. Parvez, A. Winter, H. Vieker, X. Liu, S. Han, A. Turchanin, X. Feng, K. Müllen, Adv. Mater. 26, 4552 (2014)CrossRef Z.S. Wu, K. Parvez, A. Winter, H. Vieker, X. Liu, S. Han, A. Turchanin, X. Feng, K. Müllen, Adv. Mater. 26, 4552 (2014)CrossRef
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Zurück zum Zitat Y. Li, Y. Zhang, H. Zhang, T.L. Xing, G. Qiang Chen, RSC Adv. 9, 4180 (2019) Y. Li, Y. Zhang, H. Zhang, T.L. Xing, G. Qiang Chen, RSC Adv. 9, 4180 (2019)
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Zurück zum Zitat H. Wang, B. Zhu, W. Jiang, Y. Yang, W.-R. Leow, H. Wang, X. Chen, Adv. Mater. 26, 3638 (2014)CrossRef H. Wang, B. Zhu, W. Jiang, Y. Yang, W.-R. Leow, H. Wang, X. Chen, Adv. Mater. 26, 3638 (2014)CrossRef
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Zurück zum Zitat W. Si, C. Yan, Y. Chen, S. Oswald, L. Hana, O.G. Schmidt, Energy Environ. Sci. 6, 3218 (2013)CrossRef W. Si, C. Yan, Y. Chen, S. Oswald, L. Hana, O.G. Schmidt, Energy Environ. Sci. 6, 3218 (2013)CrossRef
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Zurück zum Zitat L. Gao, S.J. Utama, K. Cao, H. Zhang, P. Li, S. Xu, C. Jiang, J. Song, D. Sun, Y. Lu, A.C.S. Appl, Mater. Interfaces 9, 5409 (2017)CrossRef L. Gao, S.J. Utama, K. Cao, H. Zhang, P. Li, S. Xu, C. Jiang, J. Song, D. Sun, Y. Lu, A.C.S. Appl, Mater. Interfaces 9, 5409 (2017)CrossRef
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Zurück zum Zitat Y. Chen, B. Xu, J. Wen, J. Gong, T. Hua, C.W. Kan, J. Deng, Small 14, 1704373 (2018)CrossRef Y. Chen, B. Xu, J. Wen, J. Gong, T. Hua, C.W. Kan, J. Deng, Small 14, 1704373 (2018)CrossRef
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Zurück zum Zitat S. Kim, H.J. Kwon, S. Lee, H. Shim, Y. Chun, W. Choi, J. Kwack, D. Han, M. Song, S. Kim, S. Mohammadi, I. Kee, S.Y. Lee, Adv. Mater. 23, 3511 (2011)CrossRef S. Kim, H.J. Kwon, S. Lee, H. Shim, Y. Chun, W. Choi, J. Kwack, D. Han, M. Song, S. Kim, S. Mohammadi, I. Kee, S.Y. Lee, Adv. Mater. 23, 3511 (2011)CrossRef
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Zurück zum Zitat G.R. Li, Z.L. Wang, F.L. Zheng, Y.N. Ou, Y.X. Tong, J. Mater. Chem. 21, 4217 (2011)CrossRef G.R. Li, Z.L. Wang, F.L. Zheng, Y.N. Ou, Y.X. Tong, J. Mater. Chem. 21, 4217 (2011)CrossRef
Metadaten
Titel
All Types of Flexible Solid-State Supercapacitors
verfasst von
Souvik Ghosh
Prakas Samanta
Tapas Kuila
Copyright-Jahr
2021
DOI
https://doi.org/10.1007/978-3-030-68364-1_3

    Marktübersichten

    Die im Laufe eines Jahres in der „adhäsion“ veröffentlichten Marktübersichten helfen Anwendern verschiedenster Branchen, sich einen gezielten Überblick über Lieferantenangebote zu verschaffen.