基于聚苯胺内填充碳纳米管的复合柔性薄膜电极材料
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- 英文论文题名：Polyaniline encapsulated inside 10 nm-diameter carbon nanotube porous membrane for flexible supercapacitors
- 论文作者：王冉冉 ; 吴学武 ; 杨朝晖
- 英文论文作者：Ranran Wang ; X.W.Wu ; Z.H.Yang ; Center for Soft Condensed Matter Physics and Interdisciplinary Research ; Soochow University
- 年：2016
- 作者机构：苏州大学软凝聚态物理及交叉研究中心;
- 论文关键词：碳纳米管 ; 聚苯胺 ; 内填充 ; 柔性薄膜电极
- 会议召开时间：2016-07-01
- 会议录名称：中国化学会第30届学术年会摘要集-第四十一分会：纳米材料与器件
- 语种：中文
- 分类号：TB383.2;TM53
- 学会代码：ZGHY
- 会议名称：中国化学会第30届学术年会-第四十一分会 ; 纳米材料与器件
- 会议地点：中国辽宁大连
- 主办单位：中国化学会
- 学会名称：中国化学会
- 页数：1
- 文件大小：226k
- 原文格式：D
- 会议级别：全国
摘要
具有高电荷密度和低成本等优点的有机导电高分子材料基超级电容器,是近年来柔性储能及柔性电子器件领域关注的热点。许多研究表明,导电高分子在反复充放电的过程中会发生链段的体积膨胀或收缩,导致高分子链段的降解以及电极材料使用寿命的缩短。通过将导电聚合物与无机碳材料进行外部复合,利用碳材料的骨架支撑作用,可以延长其使用寿命,然而并不能从根本上解决聚合物链段的体积变化和降解问题。本文中我们利用碳管的纳米受限管道来限制导电聚合物链段的体积变化,利用其石墨烯外壁保护高分子避免氧化降解,我们采用取向排列的多壁碳纳米管多孔薄膜作为起始原料,通过压力差驱动反应物扩散并结合原位电化学聚合的方法,合成了直径为8纳米,长度可达微米级的聚苯胺纳米线内填充碳管阵列复合薄膜。该柔性薄膜表现出良好的电化学特性和使用寿命,其比电容值在电流密度为1mAcm~(-2)条件下,可达到356mFcm~(-2),并且1000次的循环伏安测试后,电容仅下降了5%。
In this paper we report an electro-chemical polymerization method to encapsulate polyaniline(PANi) chains inside multiwalled carbon nanotubes(MWCNTs) based on CNT nano-porous membranes. The nano-confined space of CNTs greatly suppress the volume change of the PANI chains during charging-discharging cycles and increase the lifetime of the device. The flexible composite films we made showed a good electrochemical capacitance of 356 mFcm~(-2) at a current density of 1 mAcm~(-2) and considerable stability with the capacity loss being less than 5% after 1000 charging-discharging cycles.
In this paper we report an electro-chemical polymerization method to encapsulate polyaniline(PANi) chains inside multiwalled carbon nanotubes(MWCNTs) based on CNT nano-porous membranes. The nano-confined space of CNTs greatly suppress the volume change of the PANI chains during charging-discharging cycles and increase the lifetime of the device. The flexible composite films we made showed a good electrochemical capacitance of 356 mFcm~(-2) at a current density of 1 mAcm~(-2) and considerable stability with the capacity loss being less than 5% after 1000 charging-discharging cycles.
引文
[1]G.Lota,K.Fic and E.Frackowiak,Energy&Environmental Science,2011,4,1592-1605.
[2]L.L.Zhang and X.S.Zhao,Chem.Soc.Rev.,2009,38,2520-2531.
[2]L.L.Zhang and X.S.Zhao,Chem.Soc.Rev.,2009,38,2520-2531.