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图1 P-MnO2-2的拉曼谱图
图2 PEDOT-PSS/MnO2@NF复合材料电极的SEM图。(a~b)MnO2;(c~d)P-MnO2-1;(e~f)P-MnO2-2
图3 P-MnO2-2电极的Ni、O、C、Mn、S Mapping元素分布图
图4 P-MnO2-2电极的EDS能谱图
图5 PEDOT-PSS/MnO2@NF复合材料电极的TEM图。(a~b)MnO2;(c~d)P-MnO2-2
图6 PEDOT-PSS/MnO2@NF复合材料电极的电化学性能图。(a)MnO2与P-MnO2在扫描速率为5 mV/s时的循环伏安曲线;(b)MnO2与P-MnO2在扫描速率为100 mV/s时的循环伏安曲线;(c)MnO2与P-MnO2在电流密度为 0.5 A/g时的充放电曲线;(d)MnO2与P-MnO2的倍率性能;(e)P-MnO2-2的循环稳定性
图7 (a)PEDOT-PSS/MnO2@NF复合材料电极的交流阻抗谱图;(b)局部放大图
图8 P-MnO2-2复合材料做成柔性固态超级电容器器件的实物点灯展示
3 结论
实验结果表明,电聚合时间为10 s时得到的P-MnO2-2极片表面形貌是由纳米针棒相互交错形成的多孔结构组成,具有最高的电化学活性。在0.5 A/g电流密度下,P-MnO2-2复合材料的比容量为346.5 F/g,在6 A/g大电流密度下仍具有223.5 F/g的比容量;其循环稳定性也相对较好,以4 A/g电流密度下循环5000周,库仑效率维持在97%以上,说明制备MnO2与PEDOT-PSS复合材料能有效提高复合电极的电化学性能表现。控制外包覆导电高分子的厚度,利用金属氧化物与导电高分子的协同作用,达到电极材料最佳的性能,是后续研究的重点。此外,采用P-MnO2-2极片组装柔性固态对称超级电容器,并且可以成功地点亮小LED灯,表明赝电容材料在微型便携式器件中具有很好的实用化前景。
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