花状聚苯胺微纳结构的制备与电化学性能

摘要

微纳结构电极具有高比表面积、可调控的形貌和独特的尺寸依赖性,可以在充放电过程中提供有效的活性反应位点、改善电荷传输和存储,从而在超级电容器中实现高效的电化学性能.本文将苯胺单体溶解于弱酸性对甲苯磺酸/乙二醇/水混合溶剂中,在冰水浴中通过苯胺单体氧化聚合制得低聚物片状模板;然后将低聚物模板分散到溶有苯胺单体的硫酸水溶液中,以过硫酸铵作为水溶性引发剂进一步引发聚合反应,制备了具有纳米层级结构的花状聚苯胺(Polyaniline, PANI).以导电碳布(CC)作为支撑基底,将花状PANI用作超级电容器的电极材料,对其电化学性能进行了研究.结果表明,在1 A/g的电流密度下,花状PANI微纳结构电极的比电容值约为433 F/g;当电流密度从1 A/g增加到10 A/g时,比电容值降低了46.8%;当电流密度为10 A/g时,充放电循环2000次后的比电容损失率为48.5%.用花状PANI制备的对称性PANI/CC||滤纸||PANI/CC全固态柔性超级电容器在550 W/kg功率密度下的最大能量密度约为20.65 Wh/kg.

关键词

聚苯胺 / 花状微纳结构 / 电极材料 / 电化学性能 / 超级电容器