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MEMS超级电容器膜电极材料的表面改性

2015-09-16朱平,蔡婷

材料科学与工艺 2015年3期
关键词:改性功能

朱 平,蔡 婷

(1.中北大学电子测试技术重点实验室,太原 030051;2.中北大学仪器科学与动态测试教育部重点实验室,太原 030051)

MEMS超级电容器因其比容量大、储能密度高以及抗过载能力强等特点,受到国内外研究者的高度关注[1].目前,对于MEMS超级电容器的研究主要集中在电极材料的研究[2].大量实验研究表明,在微米级尺寸结构上沉积功能薄膜仍存在两大难题:一是功能薄膜的均匀沉积难以实现,继而导致比容量降低,内阻值增大,出现阴阳极黏连、接触等失效问题;二是由于可担载活性物质的集流体表面积很小,只能通过不断提高薄膜的电化学性能来提高MEMS超级电容器的比容量及功率密度[3-4].因此,对三维微结构集流体表面的功能薄膜进行表面改性研究是非常必要的.

聚吡咯(PPy)是较早发现的一种导电高分子聚合物,由于原料易得,合成简单,导电性好,环境稳定性好等优点而引起广泛关注[5-6],但未经掺杂的PPy在聚合过程中易团聚,致使其导电性很差[7].然而不同的掺杂剂对PPy功能薄膜的微观形貌和生长方式的影响是不一致的[8-9],为了改善PPy功能薄膜的电化学性能,解决团聚现象,实现功能薄膜的均匀沉积,引入不同掺杂剂进行表面改性是很必要的[10-11].

苯磺酸钠(BSNa)是一种表面活性剂,具有特殊的分子结构和工作机理,在PPy功能薄膜的合成过程中能限制吡咯的三维生长[12-13],而氧化石墨烯(GO)又是一种新型的二维碳材料,具有高比表面积和高导电率[14].为了探索适……

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