基于聚吡咯電極制備的柔性電化學電容器研究.pdf

1、柔性電化學電容器作為一種儲能器件，具有高容量、充放電速度快、穩(wěn)定性高、環(huán)保和輕柔等特點，引起了人們的廣泛關注。在決定柔性電容器性能的諸多因素中，電極材料和電解質最為重要。在眾多的電極材料中，導電聚吡咯（PPy）因具有比電容大、導電性好、合成簡單、對環(huán)境污染小和內在的柔性等優(yōu)勢，已成為構建柔性電化學電容器的重要電極材料。但由于在電容器充放電過程中離子的摻雜和去摻雜，導致PPy的結構被破壞，使得PPy基電容器的穩(wěn)定性較差。本文通過改變PPy

2、的制備方法，改變PPy的摻雜離子以及電解質種類，研究了制備高穩(wěn)定性PPy基電極材料的一些影響因素，為制備高性能的PPy基電容器提供了一定的實踐基礎。
　?。?）利用化學氧化聚合法和電化學聚合法，制備了沉積于碳纖維表面的摻雜氯離子的 PPy電極材料(PPy/CFs），在化學氧化聚合法中，通過改變氧化劑FeCl3·6H2O的濃度來控制PPy在PPy/CFs中的含量。研究結果表明，當所用氧化劑濃度為350 mg mL-1時制備的PPy/

3、CFs在具有較大的比電容同時還具有良好的倍率性能，用該電極材料組裝的柔性電化學電容器具有較大的比容量和良好的循環(huán)穩(wěn)定性。但電化學聚合法制備的PPy/CFs雖然具有相當?shù)谋热萘?，但循環(huán)穩(wěn)定性較差?；瘜W氧化聚合法制備的 PPy/CFs經(jīng)5000次循環(huán)后，其比電容值仍保留初始的85％，而用電化學聚合法制備的PPy/CFs經(jīng)200次循環(huán)后，電容值只保留初始的5%。除此之外，化學聚合法制備的PPy/CFs組裝的電化學電容器在不同角度彎曲下CV曲線

4、的變化不大，展示了很好的柔性。
　?。?）用恒電流電化學沉積法，以碳纖維為導電基體，分別在含有0.1 mol L-1吡咯單體的H3PO4、NaH2PO4·2H2O、Na2HPO4·12H2O、Na3PO4和LiH2PO4的沉積液中制備了PPy/CFs復合物。研究表明，以NaH2PO4·2H2O為電解質時制備的PPy/CFs具有大的比電容值和好的倍率性能?；诖薖Py/CFs為電極，H3PO4/PVA為電解液組裝了柔性電容器，發(fā)現(xiàn)當

5、掃描速度為2 mV s-1時，電極活性物質PPy的比電容可達287 F g-1，經(jīng)過13000圈的CV循環(huán)后，比電容值仍保留初始值的96.8%，電容的串并聯(lián)性質測試表明其符合串并聯(lián)規(guī)律，三個電容串聯(lián)可點亮電壓閾值為2.5 V的LED燈，表明該電容器具有一定的實用性。
　　（3）選取鈦網(wǎng)（TiM）作為半透明導電基底，以恒電流沉積法制備了摻雜對甲苯磺酸根離子的PPy/TiM電極材料。討論了沉積時間對PPy/TiM的性質的影響，將最佳優(yōu)