作者:廖洋 李鲲鹏 来源:科学网 www.sciencenet.cn 发布时间:2017/4/7 19:16:35
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富勒烯纳米晶须和聚苯胺复合材料超电容器研究获进展

 

近日,青岛科技大学高分子学院2013级高分子材料与科学(实验班)本科生王海滨在Electrochimica Acta(2017,231, 264–271)上发表“A high-performance supercapacitor based on fullerene C60 whisker and polyaniline emeraldine base composite” (王海滨为第一作者,该学院教授朴光哲为通讯作者)。Electrochimica Acta为JCR一区期刊,2016年影响因子为4.803。该研究得到国家自然科学基金委、国际合作项目和青岛科技大学的部分资助。

从2014年开始,王海滨在高分子学院朴光哲的指导下,利用富勒烯纳米晶须和聚苯胺直接复合制备出了一种具有特殊形貌的复合材料,并系统地研究了该复合材料的电化学性能,发现该复合材料具有优良的超电容性能,同时,也大幅地提高了其循环稳定性能(充放电1500次之后电容保存率为85.2%),是目前循环稳定性能最好的超电容材料,为共轭导电高分子材料超电容器的设计制备提供了一种实验和理论依据。

据悉,超级电容器是一种介于二次电池和传统电容器之间的新型储能装置,具有功率密度高、温度适应范围宽、充电时间短、贮存寿命长等特点。超级电容器是国际前沿交叉研究领域,具有广阔应用前景。聚苯胺作为典型的导电高分子材料,其理论电容值很高。但是,由于在充放电过程中,在充电和放电结束时,聚苯胺电极材料处于全掺杂态和全脱掺杂态,而在这两种状态下,聚苯胺的导电率都很低,使超电容的内阻升高。同时由于在充放电过程中发生的是整个体相掺杂的氧化还原反应,掺杂离子的反复嵌入和脱出使得聚苯胺的体系反复膨胀和收缩,这会导致高分子链的破坏,使得聚苯胺电极的比电容量迅速衰减,循环性能变差。因此,目前以聚苯胺为电极材料的超级电容器尚未得到广泛应用。

 
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