暨南大学Zilong Wang联合Wenjie Mai课题组--独立式聚吡咯/碳纳米管复合电极用于稳定的柔性超级电容器

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为了满足人们对柔性能量存储设备的日益增长需求，开发具有商业级载量的超级电容器活性材料至关重要。这里，通过简单的真空过滤和低温聚合方法制得了高载量和独立式CNT@PPy复合电极（6.07 mg cm-2）。由于CNT纤维框架具有高导电性，这可提供快速的电子传输通道。最优的CNT@PPy电极表现出较高的面积电容（2.6 F cm-2），显著增强的机械性能（抗拉强度为20.7 MPa，是纯CNT膜的23倍）。基于最优CNT@PPy电极，所构建的独立式全固态对称型超级电容器的在76.7μWh cm-2能量密度下，实现了0.64 mW cm-2的高功率密度。

Figure 1. （a）独立式CNT电极和（b）CNT@PPy复合材料电极的SEM图像。（c）CNT和CNT@PPy膜的FT-IR光谱。（d）CNT膜和CNT@ PPy膜的XPS全谱。

Figure 2. 不同电极的（a）在50 mV s-1扫速下的CV曲线和（b）20 mA cm-2时的GCD曲线。（c）电化学阻抗谱，频率范围为100 kHz至0.01 Hz，插图显示了对应的等效电路。（d）CNT@PPy-100电极在不同扫描速率下的CV曲线。（e）不同电流密度下的GCD曲线。（f）CNT@ PPy-100的循环稳定性能，插图显示了前5个GCD周期和最后5个GCD周期。

Figure 3.（a）超声处理30分钟前后CNT@PPy-100膜的差异。（b）超声处理5分钟前后CNT膜的差异。（c）纯CNT和坚固的CNT @ PPy-100膜的典型应力-应变曲线。

Figure 4. 所构建器件的（a）CV曲线和（b）GCD曲线。（c）在不同电流密度下的面积电容比较。（d）所构建超级电容器与最近报道的超级电容器的能量密度和功率密度比较。

Figure 5.（a）柔性超级电容器在初始和弯曲状态下的CV曲线，（b）两个超级电容器串联时并点亮红色LED的光学图像。（c，d，e）柔性超级电容器在0°，90°和180°弯曲状态下的光学图像。

相关研究工作由暨南大学Zilong Wang联合Wenjie Mai课题组于2020年发表在Mater. Chem. Front.期刊上。原文：Freestanding Polypyrrole/Carbon Nanotubes Electrode with High Mass Loading for Robust Flexible Supercapacitors。

转自《石墨烯杂志》公众号：



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