共连续相结构长寿命PANI基柔性电极的设计合成

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聚苯胺(PANI)是一种重要的赝电容电极材料,但充放电过程伴随着离子的掺杂/去掺杂引起其体积的急剧膨胀/收缩,导致充放电次数<1000时PANI结构坍塌、电容量下降20%以上,极大地限制其应用范围。如何提高PANI的充放电寿命是科学界和产业界的研究热点。我们利用柔性聚合物基多元复合材料的弹性提高PANI在充放电过程中体积和结构的稳定性以延长其循环寿命,设计合成了PANI/CNT/EVA三元共连续相结构复合材料。结果表明,利用二元共连续相结构CNT/EVA复合材料的相界面对苯胺盐溶液的响应性,可原位聚合苯胺得到三元共连续相结构PANI/CNT/EVA复合材料。该PANI/CNT/EVA不仅具有较好的柔性、力学性能和可塑性,还可作为超级电容器电极材料使用:质量比电容高达1106F g-1(5mV s-1),面积比电容可达1738mF cm-2(2mA cm-2,厚度0.8mm)。循环充放电45000次后仍可保持100%初始电容量,显著提高PANI基电极材料循环寿命,有力推进其实用化进程。
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