复合电极中聚苯胺含量对超级电容器电化学性能的影响-论文.pdf

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1、能材料2014年第9期(45)卷文章编号：1001—9731(2014)09—09048—04复合电极中聚苯胺含量对超级电容器电化学性能的影响王海燕，张晓婷，张定军，孔令斌(兰州理工大学省部共建有色金属先进加工与再利用国家重点实验室，兰州730050)摘要：采用原位复合法和界面聚合法分别制备了人员提出，在复合电极材料中聚苯胺含量会不会对其纤维状的聚苯胺／乙炔炭黑复合材料和聚苯胺，讨论了电化学性能也产生影响，并对该问题进行了研究。为复合电极中聚苯胺含量对超级电容器电化学性能的影了解决第3组分对复合电极电化学性能贡献问题，实响。研究表明，复合电极材料中聚苯胺的含量不是影验

2、采用乙炔炭黑为硬模板原位聚合制备聚苯胺(PA—响其电化学性能的决定性因素。聚苯胺／乙炔炭黑复NI)／乙炔炭黑(CB)纤维状复合材料。乙炔炭黑是为合电极(直径约200nm)在5mA／cm。和1mol／L的提高电极材料导电性常添加的一种导电剂，其对电化HSO溶液中首次充放电单电极比电容高达学性能的贡献可忽视⋯8]。通过与形貌相似的聚苯胺复432F／g，该值比聚苯胺含量高的复合电极和直径相近合物及纯聚苯胺之间进行电化学性能比较分析，考察纯聚苯胺电极的单极比电容值354和416F／g都高。复合电极材料中聚苯胺的含量对电化学性能的影响程关键词：聚苯胺；复合电极材料；聚苯胺质量分

3、数；形度。貌；电化学性能2实验中图分类号：O613．71；TMg12．9；TM911．4文献标识码：ADOI：10．3969／．issn．10O卜9731．2014．09．0102．1原料乙炔炭黑(CB)为北京市欣奕博瑞化工厂生产，粒1引言径约50nm。苯胺(An)由上海建信化工有限公司提超级电容器是一种介于传统电容器和电池之间的供，经减压蒸馏后使用。过硫酸铵、盐酸、高氯酸等其储能元件。目前超级电容器电极材料主要有多孔炭材它试剂均为分析纯。料、过渡金属氧化物、导电聚合物，但它们单独使用时2．2样品的制备都有其自身的局限性口]。为此，国内外研究者在复合2．2．1聚苯胺／

4、乙炔炭黑复合材料的制备电极材料的制备与研究方面做了大量的工作。由于导经硝酸氧化后的氧化乙炔炭黑(CBO)的制备参见电聚合物主要是利用其掺杂一去掺杂电荷能力，其法拉文献[9]。称取一定量CBO和40mL的盐酸溶液于第准电容不仅发生在电极表面，而且可深入电极内部，瓶中搅拌均匀。称取2mL苯胺，按单体首次不同加因而可获得比双电层电容更高的电容量和能量密度，入量第一次加入单体于瓶中并充分搅拌。然后，以一故常将其与其它电极材料复合使用。毛定文研究当活定速率滴加过硫酸铵溶液(用蒸馏水溶解)，反应温度性炭、苯胺和过硫酸胺的摩尔比为7：1：1时，电极材控制在0～5℃，氮气保护条件下搅

5、拌反应6h。第二料的比电容值由纯活性炭的239F／g提高到409F／g，次加入剩余单体的时间是在滴完引发剂溶液之后一次该复合材料的电极性能与活性炭孔径分布有很大关性加入。所得产物抽滤，经丙酮、无水乙醇、蒸馏水反系，其比表面积不是影响其电极性能的主要因素]。复洗涤至中性，于40C真空干燥24h，研磨过筛后密GaoBo等采用原位聚合制备了聚苯胺／苯磺酸改性多封保存。实验所用盐酸浓度为2mol／L，(苯胺)：壁炭纳米管复合材料，所得单电极比电容在0．25和(过硫酸铵)一1：1，(苯胺)：(炭黑)一10：1，引1．0A／g下分别为238．1和192．4F／g，电容值比未功能发

6、剂浓度为O．4mol／L。首次投入反应器的单体量占化的复合电极高出1倍多，这归功于复合材料的纳米总量的体积分数依次为60，70，8O，样品分别记尺寸、三维多孔尺寸的保持]。为PANI一60，PANI7O，PANI一80。有关超级电容器复合电极材料文献报道多以讨论2．2．2纤维状聚苯胺的制备组分不同配比、改性方法等对产物结构和性能的影响。采用高氯酸为掺杂剂成功制备出形貌与聚苯胺复对于复合电极材料中聚苯胺的含量对其电化学性能的合物近似的纤维状PANI。实验步骤如下：1Oc下，影响程度鲜有关注。王俊等的研究显示聚苯胺的含量将5mL的苯胺在100mL二氯甲烷中超声分散得到对镍

7、粉／聚苯胺涂层屏蔽性能的影响显著l_7]。实验室分散均匀的有机相，将溶解一定量APS的HC10溶*基金项目：国家自然科学基金资助项目(21163010)；甘肃省自然科学基金资助项目(1208RJZA162)收到初稿日期：2013—08—29收到修改稿日期：2014—0107通讯作者：王海燕，E—mail：wanghy03@lut．Cn作者简介：王海燕(1974一)，女，江西南昌人，讲师，硕士，主要从事导电与储能高分子材料研究。助窖才料2014年第9期(45)卷值仅为1．4，这与产物相类似的结构有关。对于残留物百分比，PANI／CB0—60和PANI／