论文部分内容阅读
天然织物(棉、丝等)具有价格低廉、亲水性好、质地柔软、耐拉伸和比表面积大等特点,使其成为柔性电极材料的理想基材。导电聚合物具有良好的电化学性能、制备简便和生物相容性好等优点,是超级电容器领域常见的活性物质。金属氧化物/PPy复合活性物质很少用于柔性超级电容器的电极材料中,在此本论文以织物为基材通过溶胶-凝胶法和原位氧化聚合法制备金属氧化物/聚吡咯复合织物电极材料。主要研究内容如下:(1)在蚕丝织物上,采用溶胶-凝胶法沉积氧化锌,再通过原位氧化法将聚吡咯负载在织物上,得到氧化锌/聚吡咯蚕丝复合织物电极材料。该复合电极材料在电流密度为0.4A/cm2的条件下,容量达447 F/g,经过500次充放电循环后,相对初始比容量的保持率在53%左右,而同等条件下聚吡咯/蚕丝织物的容量为313 F/g,500次循环充放电后比容量保持率为48%,因此我们可以认为在电极材料中加入氧化锌后可以提高材料的比容量。(2)以棉织物为基材,使用溶胶-凝胶法将氧化铁沉积在棉织物表面,再通过原位氧化聚合法制得氧化铁/聚吡咯棉织物复合电极材料。该复合电极材料在电流密度为0.4A/cm2的条件下,比容量为412F/g,经过500次充放电循环后,相对初始比容量保持在38%,在同等条件下,聚吡咯/棉织物电极材料的比容量为333 F/g,经过500次充放电循环后比容量的保持在29%,表明Fe2O3的添加有利于电极材料的初始比容量的提高,但是循环稳定性有待提高。(3)以棉织物为基材,采用溶胶-凝胶法将二氧化钛沉积在棉织物上,再通过原位氧化聚合法将聚吡咯负载在棉织物上,制得二氧化钛/聚吡咯棉织物复合电极材料。该复合电极材料的最大电导率为6.3S/cm,且在电流密度为0.6A/cm2的条件下,比容量达733F/g,能量密度为44.4Wh/kg,且经过500次充放电循环后,相对初始比容量保持在36%。对比同样以棉织物为基材的第二章,初始比容量有了明显的提高,表明TiO2有良好的晶型结构可以提高电极材料的初始比容量。