聚苯胺及其復(fù)合材料電極電容性能研究.pdf

1、超級(jí)電容器是一種介于常規(guī)電容器和蓄電池之間的新型儲(chǔ)能元件，它具有比常規(guī)電容器更大的比能量，比蓄電池更大的比功率和循環(huán)使用壽命。使用的電極材料主要包括碳材料、金屬氧化物和導(dǎo)電聚合物。在眾多導(dǎo)電聚合物中，聚苯胺及其復(fù)合材料被廣泛研究。
　　 本文主要研究聚苯胺(PANI)及聚苯胺/多壁碳納米管復(fù)合材料(PANI/MWCNT)的電容性能。采用化學(xué)氧化法制備了聚苯胺及不同多壁碳納米管含量的PAN I/MWCNT復(fù)合材料。掃描電鏡(SEM

2、)、XRD及IR表征樣品并在1mol/LH2SO4、1mol/L Li2SO4、1mol/LNa2SO4溶液中測(cè)試復(fù)合電極循環(huán)伏安曲線、恒流充放電曲線及電極交流阻抗。結(jié)果表明PANI/MWCNT電極在1mol/L的H2SO4溶液中電容性能良好，PANI/MWCNT-1電極(MWCNT的百分含量的為5.28％)在5mA/cm2下比電容為523.03F/g，PANI/MWCNT電極較PANI電極有更好的大電流放電能力，50 mA/cm2下復(fù)

3、合電極的比電容仍達(dá)489.71F/g，為5 mA/cm2時(shí)電極比電容的93.63％，而PANl電極的比電容僅為其5mA/cm2時(shí)比電容的70.17％；PANI/MWCNT電極在1mol/L Li2SO4溶液中電容性能較好，PANl/MWCNT-I電極在5mA/cm2下比電容為421.11F/g，PANI/MWCNT電極較PANI電極有更好的大電流放電能力，50 mA/cm2下復(fù)合電極的比電容仍達(dá)323.25F/g，為5 mA/cm2時(shí)電

4、極比電容的76.76％，而PANI電極乏的比電容僅為其5 mA/cm2時(shí)比電容的56.22％；PANI/MWCNT電極在1mol/L Na2SO4溶液中電容性能較差，PANI/MWCNT-1電極在5mA/cm2下學(xué)比電容僅為213.42F/g。交流阻抗證明碳納米管降低復(fù)合電極的電阻，顯若提高大電流放電能力。
　　 此外，本文中還對(duì)聚苯胺/二氧化錳復(fù)合材料(PANI/MnO2)的電容性能進(jìn)行了研究。采用低溫固相法制備了二氧化錳，再

5、用化學(xué)氧化法制備了各種二氧化錳含量的PANI/MnO2復(fù)合材料。掃描電鏡(SEM)、XRD及IR表征樣品并在1mol/L H2SO4、1mol/L(NH4)2SO4溶液中測(cè)試復(fù)合電極循環(huán)伏安曲線、恒流充放電曲線及電極交流阻抗。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，二氧化錳在1mol/L(NH4)2SO4溶液中電容性能良好，比容量可達(dá)332.6 F/g。二氧化錳含量為22.9％的PANI/MnO2電極在1mol/L H2SO4溶液中電容性能優(yōu)良，單電極比容量可達(dá)