碳/聚苯胺复合电极材料的制备及其电化学性能研究

来源 :燕山大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:gnaixug
下载到本地 , 更方便阅读
声明 : 本文档内容版权归属内容提供方 , 如果您对本文有版权争议 , 可与客服联系进行内容授权或下架
论文部分内容阅读
超级电容器作为新型的储能装置,因其优良的功率密度,库伦效率及循环寿命等优点已经成为能源领域的一个研究热点。本文通过导电聚苯胺和碳材料的复合,很好地发挥这两大类材料的协同效应,制备出具有高比容量值,高的倍率性能和良好循环稳定性的复合材料。论文首先采用原位滴加法制备了一系列棒状聚苯胺(PANI)电极材料。以不同掺杂酸作为介质,过硫酸铵为引发剂,以苯胺为单体合成。研究发现,以盐酸作为掺杂酸,0-5℃下反应12小时所得到的聚苯胺为细长的棒状结构。作为超级电容器电极材料,该材料展示出高的比容量值等优异电化学性能。在1 M H2SO4电解液中,0.5 Ag-1电流密度下该材料的比电容可达390 F g-1,当电流密度增至5 Ag-1时,比电容保持在69%左右。但是,该材料表现出较差的循环稳定性(5 Ag-1充放电1000次后,容量的保持率为39%)。论文首次采用了原位蒸汽沉积聚合法,在减压蒸馏的条件下将苯胺变成蒸汽并转移至多孔碳(HPC)表面发生聚合反应而制备聚苯胺/多孔碳复合材料(PANI@HPC)。在1 MH2SO4电解液中,0.5 Ag-1的电流密度下该复合材料比电容可达531 F g-1,电流密度由0.5 Ag-1增至10 Ag-1时,容量保持率为76%。相比于目前文献报道的聚苯胺/碳复合材料,该复合材料具有较好循环稳定性,在10 Ag-1的电流密度下长循环10000次后,容量的保持率高达96.1%。同时,将PANI@HPC分别作为正极材料和负极材料,组成的对称超级电容器表现出良好的电化学性能。电压窗口为1 V,电流密度为0.1 Ag-1时比电容为124.2 F g-1,电流密度从0.1 Ag-1增加至2 Ag-1时,材料的容量保持率为69.1%。PANI/HPC//PANI/HPC在功率密度为49.8W kg-1时,最大能量密度达17.3 Whkg-1
其他文献
本研究选取杆菌肽作为生物模板,采用生物矿化法制备出直径为50nm左右的杆菌肽-铂纳米粒子复合物(Bac-PtNPs),通过分析反应体系的酸碱度、反应物的浓度配比、共孵育时间以及还原