可快速充放电聚吡咯/碳纳米管复合材料电化学聚合与表征

朱剑波 徐友龙,* 王 杰 王景平

(1西安交通大学,电子陶瓷与器件教育部重点实验室,西安710049;2西安交通大学,国际电介质研究中心,西安710049)

可快速充放电聚吡咯/碳纳米管复合材料电化学聚合与表征

朱剑波1,2徐友龙1,2,*王 杰1,2王景平1,2

(1西安交通大学,电子陶瓷与器件教育部重点实验室,西安710049;2西安交通大学,国际电介质研究中心,西安710049)

采用恒电流法制备了具有可快速充放电性能的对甲基苯磺酸根(TOS-)掺杂聚吡咯/功能化单壁碳纳米管(PPy-TOS/F-SWNTs)复合材料,扫描电镜(SEM)结果表明该复合材料呈纳米棒状构成的多孔结构,棒径约为70 nm;比表面积(BET)测试分析表明该复合材料有着较高的比表面积(12.64 m2·g-1)和大的介孔孔隙率(20-40 nm).循环伏安(CV)、电化学阻抗谱(EIS)和恒电流充放电(GC)电化学分析表明该材料具有优异的快速充放电性能,在800 mV的电位窗和2.5 A·g-1(功率密度为2 kW·kg-1)的电流密度下该材料具有211 F·g-1的比容量(能量密度为18.7 Wh·kg-1),而当充放电电流高达80 A·g-1(功率密度为60 kW·kg-1)时比容量仍可达141.8 F·g-1(能量密度为12.6 Wh·kg-1),同时该材料还表现出优异的稳定性,在10 A·g-1大电流下经历10000圈循环后容量仍保持95.2%.

超级电容器;电化学聚合;聚吡咯;单壁碳纳米管

1 引言

随着人们对便携式系统和电动车的需求日益增加,电化学电容器,也称超级电容器,成为人们十分关注的一种能量存储器件.1,2导电聚合物作为一类具有赝电容性质的电极材料,具有高电导率、3高掺杂度、4,5快速的电化学转换5,6以及不可忽视的大电容量6-8等优势,其中导电聚吡咯(PPy)还兼具着合成容易……