C@PPBP复合材料的制备及其电化学性能研究

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超级电容器(电化学双电层电容器)作为一种新型的高性能的能量储存器件,由于具有大功率密度的同时能量密度也较高而备受关注。超级电容器的电化学性能主要取决于电极材料的电化学性能。本文分别以柳絮碳微管(CMTs)和活性炭(AC)为载体,复合多溴代吡咯聚合物(PPBP),制备了CMTs/PPBP和AC/PPBP复合物,探索了其用作超级电容器电极材料的可行性。  本研究主要内容包括:⑴将生物质柳絮碳化为碳微米管(CMTs),研究 CMTs的超级电容性能。采用微波辅助法,将CMTs与PPBP复合,制备了CMTs/PPBP复合物,探索了CMTs/PPBP复合物作为超级电容器电极材料的可行性。采用扫描电镜、透射电镜和热重/差热技术对样品进行了表征,并测试了样品的循环伏安、恒流充放电、交流阻抗和循环稳定性等电化学性能。研究结果表明,CMTs与 PPBP复合后可以提高 CMTs的质量比容量, CMTs复合33 wt.%的PPBP在0.1 A/g下比容量能够达476 F/g;在0.5A/g下循环3500圈,其质量比容量仍然保持95%;这说明CMTs/PPBP复合物是一种具有较大潜力的超级电容器电极材料。⑵以拥有大表面积和多级孔隙结构的 AC为载体,采用微波辅助法将其与PPBP复合,然后经高温煅烧,制备 AC/PPBP复合物,探索其作为超级电容器电极材料的最佳复合条件。采用 X-射线粉末衍射、红外光谱和扫描电镜技术对样品进行了表征,并测试了样品的循环伏安、恒流充放电和交流阻抗等电化学性能。研究结果表明,AC与PPBP复合能够提高AC的电化学性能,在AC与PPBP质量比为1:2、电流密度为0.1A/g情况下,比容量能够达到264 F/g。此外,AC/PPBP复合物的工作电势窗口高于单一组分的工作电势窗口,这有利于提高以AC/PPBP复合物为电极材料的超级电容器的能量密度。
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