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纤维素/导电高分子复合材料在超级电容器中的应用

2021-01-05张益苗许咏杰白丽洁王鑫臧利敏李红洁杨超

天津化工 2021年2期

张益苗,许咏杰,白丽洁,王鑫,臧利敏*,李红洁,杨超

(1.桂林理工大学材料科学与工程学院广西光电材料与器件重点实验室,广西桂林541004;2.武警警官学院,四川 成都610213)

超级电容器根据储能机理不同可以分为三类:1)双电层电容器,来源于电解质离子在电极材料表面吸附/脱附过程。2)法拉第电容器,其通过在电极材料表面或者近表面与电解质离子发生一系列可逆氧化还原反应实现能量存储与释放。法拉第电容器的氧化还原反应不仅发生在电极表面,同时也发生在电极内部,所以相比于双电层电容器其具有更高的比电容与能量密度。3)混合型电容器是双电层电容器与法拉第电容器储能机理相结合形成的第三种电容器类型。

纤维素具有生物可降解、亲水、不溶于水等特点,可从动植物或细菌中获得。纤维素具有生态友好、成本低、易获得,其具有高比模量、耐溶剂、低毒和来源丰富等特点,因其独特的结构和优异的性能成为一种可持续、环保的材料。纤维素材料中多羟基基团是电解质离子良好的传导介质,比表面积大、孔隙率高同时也为电荷运输提供了良好通道,有利于提高电极材料的电化学性能,成为制造绿色可再生能源存储设备最有希望的候选材料[1]。导电高分子是一种重要的超级电容器电极材料,其电容贡献主要来自于法拉第电容。导电高分子材料因其柔韧性好、重量轻、循环性能稳定等优点作为超级电容器电极材料受到人们广泛关注。……

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