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1、第28卷摇第6期新摇型摇炭摇材摇料Vol.28摇No.6摇摇2013年12月NEWCARBONMATERIALSDec.2013文章编号:摇1007鄄8827(2013)06鄄0414鄄07MEMS超级电容器用聚吡咯/炭材料复合膜电极的制备及其性能1,21,231,2霍晓涛,摇朱摇平,摇韩高义,摇熊继军(1.中北大学仪器科学与动态测试教育部重点实验室,山西太原030051;2.中北大学电子测试技术重点实验室,山西太原030051;3.山西大学分子科学研究所,山西太原030006)摘摇要:摇采用电化学沉积工艺,在M
2、EMS超级电容器的三维结构集流体上制备出聚吡咯(PPy)、聚吡咯/碳纳米管(PPy/CNT)、聚吡咯/石墨烯(PPy/GR)三种类型的膜电极。采用SEM对三种膜电极进行形貌观察,采用循环伏安、交流阻抗、恒电流充放电和循环充放电研究三种膜电极的电化学电容性能。结果表明,复合电极的微观结构稳定,复合薄膜和集流体之间的结合力大;基于三种膜电极的MEMS超级电容器电容量依次增大,阻抗依次减小,放电电流为1mA时,比电容分别达到7.0、28.0、8.3mF/cm,经过5000次恒流充放电循环后,电容器的比电容分别保持了原来
3、的72.9%、85.0%和89.2%。在PPy电极中引入CNT或GR后,MEMS超级电容器的电化学和膜电极结构稳定性可得到明显改善。关键词:摇MEMS;超级电容器;聚吡咯;碳纳米管;石墨烯中图分类号:摇TB332文献标识码:摇A收稿日期:2013鄄04鄄22摇修回日期:2013鄄10鄄15基金项目:山西省自然科学基金(2012011010鄄2).通讯作者:朱摇平,博士,副教授.E鄄mail:h.zhuping@163.com作者简介:霍晓涛,硕士研究生.E鄄mail:huoxiaotao@126.comPrepa
4、rationandperformanceofcarbon/polypyrrolemembranesasanelectrodeinsupercapacitors1,2摇1,231,2HUOXiao鄄tao,ZHUPing,摇HANGao鄄yi,摇XIONGJi鄄jun(1.KeyLaboratoryofInstrumentationScience&DynamicMeasurement,MinistryofEducation,NorthUniversityofChina,Taiyuan030051,China;2.S
5、cienceandTechnologyonElectronicTest&MeasurementLaboratory,NorthUniversityofChina,Taiyuan030051,China;3.ShanxiLaboratoryforMolecularSciences,ShanxiUniversity,Taiyuan030006,China)Abstract:摇Threemembraneelectrodesforsupercapacitorsinmicro鄄electro鄄mechanical鄄syst
6、ems(MEMS)weremadeofpolypyr鄄role(PPy),carbonnanotube/polypyrrole(CNT/PPy)andgraphene/polypyrrole(GR/PPy)electrodepositedoncurrentcollectors.Thesampleswerecharacterizedbyscanningelectronmicroscopy,electrochemicalimpedancespectroscopy,cyclicvoltammetryandgalvano
7、staticcharge/discharge.Resultsindicatethattherearestrongadhesiveforcesbetweentheelectrodematerialsandthecurrentcollectors.TheelectroderesistancesdecreaseintheorderofPPy,CNT/PPyandGR/PPy.Thespecificcapacitancesare7.0,8.02and8.3mF/cmatadischargecurrentof1mAandt
8、heirretentionratesafter5000charge/dischargecyclesare72.9,85.0and89.2%forPPy,CNT/PPyandGR/PPy,respectively.TheelectrochemicalperformanceandstabilityoftheMEMSsupercapacitorsareimprovedsigni
