中科院石墨烯基超級電容器電極材料研製取得係列進展
發布時間:2011-04-07 來源:佳工機電網
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超級電容器是介於傳統物理電容器和電池之間的一種新型儲能器件,具有綠色環保、充電時間短、使用壽命長和工作溫度範圍寬等優點,其核心部件是性能優異的電極材料。石墨烯片(GS),作(zuo)為(wei)一(yi)種(zhong)新(xin)型(xing)的(de)碳(tan)材(cai)料(liao),具(ju)有(you)良(liang)好(hao)的(de)導(dao)電(dian)性(xing)和(he)大(da)的(de)比(bi)表(biao)麵(mian)積(ji),預(yu)計(ji)將(jiang)其(qi)作(zuo)為(wei)超(chao)級(ji)電(dian)容(rong)器(qi)的(de)電(dian)極(ji)材(cai)料(liao)具(ju)有(you)廣(guang)闊(kuo)的(de)應(ying)用(yong)前(qian)景(jing)。但(dan)是(shi)純(chun)石(shi)墨(mo)烯(xi)表(biao)麵(mian)缺(que)少(shao)功(gong)能(neng)基(ji)團(tuan)導(dao)致(zhi)其(qi)很(hen)難(nan)與(yu)其(qi)它(ta)材(cai)料(liao)複(fu)合(he)或(huo)在(zai)器(qi)件(jian)上(shang)進(jin)行(xing)組(zu)裝(zhuang),從(cong)而(er)限(xian)製(zhi)了(le)其(qi)深(shen)入(ru)應(ying)用(yong)。因(yin)此(ci),對(dui)石(shi)墨(mo)烯(xi)表(biao)麵(mian)進(jin)行(xing)化(hua)學(xue)修(xiu)飾(shi)以(yi)便(bian)於(yu)獲(huo)得(de)各(ge)種(zhong)功(gong)能(neng)複(fu)合(he)材(cai)料(liao)是(shi)當(dang)前(qian)研(yan)究(jiu)的(de)一(yi)個(ge)熱(re)點(dian)。
- 石墨烯基超級電容器電極材料研製方麵取得係列進展
- 所製備電極都具有高的比電容和優異的循環壽命性能
超級電容器是介於傳統物理電容器和電池之間的一種新型儲能器件,具有綠色環保、充電時間短、使用壽命長和工作溫度範圍寬等優點,其核心部件是性能優異的電極材料。石墨烯片(GS),作(zuo)為(wei)一(yi)種(zhong)新(xin)型(xing)的(de)碳(tan)材(cai)料(liao),具(ju)有(you)良(liang)好(hao)的(de)導(dao)電(dian)性(xing)和(he)大(da)的(de)比(bi)表(biao)麵(mian)積(ji),預(yu)計(ji)將(jiang)其(qi)作(zuo)為(wei)超(chao)級(ji)電(dian)容(rong)器(qi)的(de)電(dian)極(ji)材(cai)料(liao)具(ju)有(you)廣(guang)闊(kuo)的(de)應(ying)用(yong)前(qian)景(jing)。但(dan)是(shi)純(chun)石(shi)墨(mo)烯(xi)表(biao)麵(mian)缺(que)少(shao)功(gong)能(neng)基(ji)團(tuan)導(dao)致(zhi)其(qi)很(hen)難(nan)與(yu)其(qi)它(ta)材(cai)料(liao)複(fu)合(he)或(huo)在(zai)器(qi)件(jian)上(shang)進(jin)行(xing)組(zu)裝(zhuang),從(cong)而(er)限(xian)製(zhi)了(le)其(qi)深(shen)入(ru)應(ying)用(yong)。因(yin)此(ci),對(dui)石(shi)墨(mo)烯(xi)表(biao)麵(mian)進(jin)行(xing)化(hua)學(xue)修(xiu)飾(shi)以(yi)便(bian)於(yu)獲(huo)得(de)各(ge)種(zhong)功(gong)能(neng)複(fu)合(he)材(cai)料(liao)是(shi)當(dang)前(qian)研(yan)究(jiu)的(de)一(yi)個(ge)熱(re)點(dian)。

圖1: 不同PANi含量的PSS-GS/PANi“紙”電極(左)和PSS-GS與PANi納米纖維之間的靜電吸附示意圖(右)

圖2 :PSS-GS與二氧化錳在基底上的層層自組裝示意圖
固體潤滑國家重點實驗室研究人員利用化學修飾後的石墨烯(PSS-GS)與聚苯胺(PANi)納米纖維之間的靜電吸附作用,製備了PSS-GS/PANi複合材料膠體溶液,然後抽慮成膜得到了柔性的PSS-GS/PANi複合“紙”電極材料。另外,以PSS-GS和二氧化錳(MnO2)片為結構構築單元,以聚電解質為粘結劑,通過層層自組裝技術在導電基片(ITO)上進行組裝得到了多層複合薄膜電極。電化學性能測試表明所製備的“紙”電極和多層複合薄膜電極都具有高的比電容和優異的循環壽命性能,具有很好的應用前景。特別推薦
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