柔性聚吡咯復(fù)合材料的制備及其電容性能研究.pdf

1、電化學(xué)電容器作為一種新型儲能裝置，因其高功率密度、高能量密度和長使用壽命等特性在許多領(lǐng)域都有廣泛應(yīng)用。根據(jù)儲能機理不同，電化學(xué)電容器可分為建立在界面雙電層基礎(chǔ)上的雙電層電容器和建立在電極材料氧化還原基礎(chǔ)上的法拉第贗電容器。為了滿足現(xiàn)代各種多功能的便攜式電子器件的需求，發(fā)展集超薄性、柔韌性、輕便性及環(huán)保性于一體的電化學(xué)電容器引起電化學(xué)電容器研究者極大的興趣，而合成作為電化學(xué)電容器電極材料的新型導(dǎo)電復(fù)合材料成為其發(fā)展的關(guān)鍵。本論文將利用具有

2、相對高比表面積、柔韌性和耐化學(xué)性的聚丙烯微孔膜(PPF)為基底材料，聚吡咯、二氧化錳和氧化鎳的高電容性為電活性材料，通過一種簡便的原位氣相聚合方法合成出集柔韌性和電容性于一體的導(dǎo)電復(fù)合材料。
　　(1)用甲醇和乙腈作為溶劑溶解氧化聚合劑三氯化鐵，在室溫下通過原位化學(xué)氧化聚合方法制備不同聚吡咯(PPy)含量的PPy/PPF復(fù)合材料。用掃描電子顯微鏡(SEM)觀察了復(fù)合材料的表觀形貌，四電極方法測量了電導(dǎo)率。用循環(huán)伏安法(CV)、恒電

3、流充放電(CD)和電化學(xué)阻抗(EIS)研究了其電容性能。結(jié)果表明，復(fù)合膜材料的形貌、電導(dǎo)率和電容性能受氧化劑溶劑的影響。當用乙腈作為氧化劑溶劑且PPy含量為8％時，復(fù)合材料作為電極材料組裝的電容器達到最佳的充放電性能，比電容為72.5Fg-1。
　　(2)在三氯化鐵溶液中加入不同量的納米MnO2，通過原位化學(xué)氧化聚合法制備了PPy/MnO2/PPF復(fù)合材料。通過SEM、XRD對復(fù)合物的表面形貌和組成進行了表征。通過CV、CD和EI

4、S法研究了PPy/MnO2/PPF復(fù)合材料的電容性能。結(jié)果表明，復(fù)合膜材料的形貌、電導(dǎo)率和電容性能和氧化劑溶液中MnO2的含量有關(guān)。當PPy/MnO2含量為17.4％時，PPy/MnO2/PPF復(fù)合電極組裝的電容器展現(xiàn)出快速充放電性能，最大比電容達到110Fg-1。
　　(3)在三氯化鐵溶液中加入不同量的NiO，利用原位化學(xué)氧化聚合法在吡咯蒸氣中合成了不同的PPy/NiO/PPF復(fù)合膜，利用SEM對樣品形貌進行表征，四電極法測電導(dǎo)