碳布基底超级电容器电极材料聚苯胺@硅氧烯的制备及其性能优化

摘要

二维纳米材料因其独特的原子结构以及片层尺寸效应，在超级电容器领域被广泛应用。硅氧烯(SiXNS)作为一种二维硅基材料，其二维纳米结构的独特优势使其具有高比表面积和离子传输途径。由于表面存在大量含氧官能团，SiXNS离子扩散缓慢，电导率较低，这限制了其电化学性能的提升。基于此，以碳布为基底，将导电高分子材料聚苯胺(PANI)与SiXNS复合作为超级电容器的电极材料来优化SiXNS电极材料的导电性和储能能力，从而提高器件的电化学性能。通过红外光谱、X射线衍射仪和扫描电镜对电极材料的形貌和结构进行表征，并对制备的样品进行电化学性能测试。试验结果表明，聚苯胺能很好地附着在SiXNS表面，PANI@SiXNS电极的电化学性能明显优于PANI、SiXNS电极，PANI@SiXNS电极在1 A/g测试速率下的比电容为540.37 F/g,在电流密度为5 A/g条件下循环测试1 000圈后的比电容仍保持初始的99%。

关键词

超级电容器 / 电极材料 / 聚苯胺 / 硅氧烯 / 电化学