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碳海绵上电化学沉积Fe2O3纳米片及其增强电容性能

2020-03-31梁旭贾宇峰刘宗怀雷志斌

物理化学学报 2020年2期

梁旭,贾宇峰,刘宗怀,雷志斌,*

1西安邮电大学计算机科学技术学院,西安 710121

2陕西师范大学材料科学与工程学院,西安 710119

1 引言

超级电容器是一种介于传统电容器和电池之间的新型储能器件1,2,具有功率密度高、充放电速度快、循环寿命长、相对安全等优点3,4,因而广泛应用于国防、交通、电子器件等领域。近年来随着各类柔性电子器件的快速发展5,6,超级电容器不但应具有高能量、高功率和长寿命的要求,而且应该兼顾柔性、质轻等特点,因此发展柔性超级电容器将成为今后该领域的研究热点7,8。可压缩电容器,因在较大的外界应力下,可保持较好的电化学性能,近年来引起人们的广泛关注9,10。其中设计高容量、可压缩的超级电容器电极是组装可压缩储能器件的关键。

众所周知,商业海绵具有优异的可压缩性能,是一种理想的可压缩材料。但商业海绵并不导电,无法直接用作可压缩电容器电极。为了提高海绵的导电性,Xie等9通过浸渍法,在海绵载体上成功负载了单壁碳纳米管(SWCNTs),进一步的氧化聚合可在SWCNTs-海绵表面覆盖赝电容导电高分子聚苯胺。以此为电极组装的不对称固态电容器体积比电容为3.4 F·cm-3,且在压缩比为60%的外力下,电容未见衰减。除了商业海绵之外,碳也是理想的可压缩电极材料。如Qu等11报道了基于聚吡咯改性的石墨烯泡沫电极。研究发现导电聚吡咯不但可抑制石墨烯片层之间的团聚,而且可增强石墨烯的可压缩性,提高赝电容贡献。……

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