【摘 要】
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超级电容器是一种新型的电能储存设备,其功率密度高和使用寿命长,但能量密度比二次电池要低。细菌纤维素（BC）是一种价格低廉的生物大分子材料,具有三维多孔网络结构和优异的机
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超级电容器是一种新型的电能储存设备,其功率密度高和使用寿命长,但能量密度比二次电池要低。细菌纤维素（BC）是一种价格低廉的生物大分子材料,具有三维多孔网络结构和优异的机械柔韧性能,被视为有潜力的电极基底材料。基于此,我们设计并开发了两类高能量密度的BC基电极材料,具体研究内容如下:（1）以简单的逐层沉积的方法制备了镍锰层状双氢氧化物/聚吡咯/细菌纤维素（NiMn-LDH/PPy/BC）三元复合材料,通过优化PPy/BC的投料(0.2 mg mL-1),制备的NiMn-LDH/PPy/BC-2电极材料具有最优异的电化学性能,在1 A g-1电流密度下的比容量高达653.1 C g-1。进一步与Fe3O4@C/MWCNTs材料组装成非对称超级电容器,在功率密度为299.0 W kg-1时获得了29.8 Wh kg-1的能量密度。（2）以金属-有机框架（ZIF-67）为牺牲模板,聚多巴胺为界面修饰层,通过连续浸泡的方式制备了MOF-PPy/PDA/BC自支撑柔性电极。该电极在0.4 mA cm-2电流密度下的面积比电容高达1.712 F cm-2,并且20 mA cm-2时的比电容保留率达到59.8%,同时经5000次2 mA cm-2的充放电循环后仍有71.1%的储能表现。以PVA-H2SO4凝胶为固态电解质,所组装的对称超级电容器在0.8 mA cm-2电流密度下比电容为1.123 F cm-2,其体积能量密度和功率密度分别达到3.6 mWh cm-3和12.2 mW cm-3。
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