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超级电容器复合电极材料应用研究进展

2016-09-14 08:33来源:中国新能源网关键词:超级电容器电极材料复合电极材料收藏点赞

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MnO2和PPy的共沉积使得多孔的PPy母体为MnO2纳米粒子提供了较高的活性表面。另外,MnO2纳米粒子在聚合物链上成核,提高了复合物的电导率和稳定性。复合材料有了巨大的改性,比电容达620F/g,而单纯的MnO2比电容仅为225F/g,单纯的PPy仅为250F/g。

Liu[29]采用界面聚合法将苯胺聚合在3,4-乙烯二氧噻吩和苯乙烯磺酸中,得到三维聚3,42乙烯二氧噻吩2聚苯乙烯磺酸2聚苯胺母体。由于减短了电子在共轭聚合链上的传递,将PAn引入到PEDOT-PPS中增强了电导率。通过电沉积制得MnO2在PEDOT-PSS-PAn三维母体中的复合电极材料。循环伏安法测试结果表明,只有PEDOT2PSS时的比电容为0.23F/g,只有PEDOT-PSS-PAn时的比电容为6.7F/g,而PEDOT-PSS-PAn-MnO2的比电容为61.5F/g。

Sun等[30]在通过动电位沉积制得了聚苯胺和锰氧化物(MnOx)杂化膜。锰氧化物中锰离子主要是+2,+3和+4价,这种复合材料能使比电容提高44%(与PAn相比)。

测试结果表明,在1000次充放电完毕之后,比电容仍然保持原来的90%,库仑效率为98%。Zhou等[31]通过KMnO4溶液氧化苯胺薄膜在多孔炭电极上化学沉积了锰氧化物和聚苯胺复合薄膜。复合物在0.1M的Na2SO4溶液中具有良好电容行为。复合材料比电容能达到500F/g,循环5000次后能保留初始电容的60%。

4其他复合物

复合材料由于能利用各组分间的协同效应提高整体性能,已成为目前人们研究的热点。除上述3种复合材料以外,超级电容器复合材料还有如CNT/PPy/水合MnO2等形式的复合物。

Sivakkumar等[32]采用原位化学法制备CNT/PPy/水合MnO2三元复合物。同时制备CNT/水合MnO2、PPy/水合MnO2等二元复合物进行比较。测试结果显示,扫描速率为20mV/s,CNT/PPy/水合MnO2复合材料、CNT/水合MnO2、PPy/水合MnO2的比电容分别为281F/g、150F/g和35F/g;扫描速率变为200mV/s,比电容分别为209F/g、75F/g和7F/g。CNT/PPy/水合MnO2复合材料较高的比电容,以及在高扫描速率下的良好的保持性,仅降低25%。Song等[33]为了提高化学制备的聚苯胺电极的循环稳定性,将其与萘酚复合。与纯聚苯胺电极相比,复合电极的循环性能得到改善,比电容提高。测试结果显示,扫描速率为100mV/s,比电容为475F/g;扫描速率为1000mV/s,比电容为375F/g。

5结语

超级电容器要想满足市场的需求,必须使电极材料具有以下特点:比电容高、比表面积大、电阻率小(小于0.1Ω/cm)、循环寿命长和成本低等。复合材料作为超级电容器电极材料的研究,已引起了越来越多的化学家、物理学家和材料学家的研究兴趣,取得了很大的进展。超级电容器的研究主要集中于高性能电极材料的制备。目前,常用的电极材料主要有炭材料、金属氧化物和ECP.复合材料,例如炭/氧化物、炭/ECP、氧化物/ECP和其他复合物等。由于能利用各组分间的协同效应提高整体性能,比单纯的炭材料、氧化物以及导电聚合物具有更好的应用前景。因此,高能量密度和高功率密度的高性能超级电容器复合电极材料已成为目前人们研究的热点之一。

原标题:超级电容器复合电极材料应用研究进展
投稿与新闻线索:陈女士 微信/手机:13693626116 邮箱:chenchen#bjxmail.com(请将#改成@)

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