柔性超级电容器电极材料的制备及其性能研究

李仁坤，王习文

(华南理工大学轻工科学与工程学院，广东广州 510640)

本研究以纳米纤维素、石墨烯和聚苯胺为原料，采用真空抽滤的方式制备柔性电极材料，并对其结构和电化学性能进行表征。

1 实验

1.1 实验原料

石墨烯，型号SE1233，购自常州第六元素材料科技股份有限公司；纳米纤维素，实验室自制，粒径为微纳米级；聚苯胺，购自冀安亚大新材料科技有限公司。

1.2 柔性电极材料的制备

本研究以纳米纤维素作为柔性基底，提供柔性以及支撑强度，根据前期实验探索，纳米纤维素的用量越大，柔性电极材料的力学性能越优异，但随着纳米纤维素用量的增大，其电化学性能也会因为非导电物质增加而降低，且纳米纤维素用量为30%时，柔性电极材料已具备优异的力学性能和电化学性能，因此本研究纳米纤维素的用量为30%。

将石墨烯、纳米纤维素和聚苯胺按照表1 的质量配比混合搅拌30 min，混合溶液进行超声处理20 min，使其充分混合，在砂芯上垫一层聚四氟乙烯(PTFE)膜，将混合溶液倒入砂芯过滤装置中进行真空抽滤，待溶剂完全过滤干之后，将PTFE 膜(含上层纸样)取下，倒置于培养皿上，在室温条件下放置4 h，待其表面水分干掉，将上层纸样从PTFE 膜上揭下来，置于烘箱105 ℃的条件下干燥，制得的柔性电极材料留待后面性能表征用。

表1 原料不同质量配比 %

2 结果与讨论

2.1 红外分析

图1 分别为各原料与柔性电极材料的红外谱图。从图1(a)可看出石墨烯的红外谱图在1 637 和3 461 cm－1处有很强的吸收峰，在3 461 cm－1附近为O-H 的伸缩振动，1 637 cm－1附近为羰基C=O 的伸缩振动[5]，这说明石墨烯还含有部分含氧官能团，这使得石墨烯的电化学性能减弱。……