柔性超级电容器用织物基复合电极的制备及其性能研究
2021-08-03靳凯丽蔡再生
产业用纺织品 2021年5期
靳凯丽 蔡再生
1. 东华大学生态纺织教育部重点实验室,上海 201620;2. 东华大学化学化工与生物工程学院,上海 201620
随着可穿戴电子设备的快速发展,相应的柔性储能装置急待开发。柔性超级电容器除具备普通超级电容器功率密度高、循环寿命长、可快速充放电的特点外,还能满足柔性化、可穿戴的要求[1-3]。织物具有分层多孔的结构,可以吸附活性物质用于制备电极,是柔性电极材料理想的基底[4],但织物本身没有导电性,故不能直接作为电极使用。棉织物经碳化后不仅能获得大量的微孔、介孔结构,还能获得良好的导电性能,保持较好的可弯曲性能,故在柔性电容器中具有良好的应用前景[5]。硫化铜 (CuS) 是一种重要的P型半导体材料,具有良好的物理和化学稳定性、催化活性、可见光吸收性、光致发光性等特性,被广泛应用于光催化降解、电磁屏蔽、锂离子电池等领域。由于铜具有多种化学价态,可形成不同化学计量的CuS,且不同的试验方法可获得不同晶体形貌的CuS,因此CuS是赝电容超级电容器电极材料研究的重点[6-8]。以碳化棉织物为基底,通过化学或物理的方式负载CuS制备织物基复合电极,这在柔性超级电容器领域极具发展前景。
虽然有关CuS/碳材料的研究有很多,但大多数文献中所制备的电极为非柔性电极,这限制了电极在柔性储能装置中的应用,而少数文献中制备的柔性CuS/碳材料电极的比电容、电化学稳定性及能量密度还有待进一步提高。多壁……
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