【摘 要】
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共轭羰基化合物是一类高电化学活性的有机分子,具有理论容量高、结构多样、反应动力学快、价格低廉、简单易得等诸多优点,因此在电化学储能领域受到了广泛关注。然而,导电性差、易溶解等问题导致其容量无法充分发挥且衰减严重,极大地阻碍了共轭羰基化合物在储能领域中的应用。如何提高这类有机物的电子电导以及抑制其在电解液中的溶解从而提升其倍率性能与电化学稳定性,是一个巨大的挑战。氯冉酸是一类小分子共轭羰基化合物,理
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共轭羰基化合物是一类高电化学活性的有机分子,具有理论容量高、结构多样、反应动力学快、价格低廉、简单易得等诸多优点,因此在电化学储能领域受到了广泛关注。然而,导电性差、易溶解等问题导致其容量无法充分发挥且衰减严重,极大地阻碍了共轭羰基化合物在储能领域中的应用。如何提高这类有机物的电子电导以及抑制其在电解液中的溶解从而提升其倍率性能与电化学稳定性,是一个巨大的挑战。氯冉酸是一类小分子共轭羰基化合物,理论容量高,但电子导电性差并且极易在酸性电解液中溶解。本论文中我们通过氯冉酸与阿苯达唑之间的氢键络合反应在碳布基体上成功构筑了一种新型电荷转移络合物（CAC）纳米片阵列,探究了其电化学性能并进行了改性。同时,由于CAC具有电化学活性与光热转化性能,我们进一步证实了具有光热效应的CAC纳米片在可打印双功能微型电容器上应用的可行性。主要的研究内容和结果如下:（1）通过简单的湿化学方法在碳布（CC）上制备了的CAC纳米片阵列（CC/CAC）,并研究了不同的反应条件对其合成反应动力学及最终形貌的影响。随后,为了进一步提升其电化学性能,通过电化学沉积方法在CC/CAC阵列表面包覆一层聚吡咯（PPy）得到了CC/CAC/PPy纳米阵列。结果表明,CC/CAC阵列电极表现出明显的赝电容行为,容量较高但循环衰减严重。而包覆一层PPy后,CC/CAC/PPy的容量与循环性能显著提升。在10 mA cm-2的电流密度下,初始容量达到146 mF cm-2,且循环5000次后容量保持率达到了84%。（2）将CAC纳米片制备成分散液后与碳纳米管分散液混合,配制成复合墨水,并通过丝网印刷方式制备了具有光热‐储能双功能的平面微型电容器。结果表明,所制备的微型电容器兼具良好的光热性能与电化学性能。在一个太阳光强度下进行光照,电容器升温约14℃。光照4 min后CV测试,面电容达到3.6 mF cm-2,相比于无光照条件下面积比电容增长了33.3%,证实了该光热-储能双功能微型电容器的成功构筑。
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