聚苯胺/纳米纤维素/碳布柔性超级电容器电极的制备文献综述

 2022-08-05 14:55:23

聚苯胺/纳米纤维素/碳布柔性超级电容器电极

的制备

摘要:超级电容器是一种新型储能装置,它具有充电时间短、使用寿命长、温度特性好、节约能源和绿色环保等特点。超级电容器因其不同于传统电容器耗能高、性能差等缺点引起世界各国的广泛研究与开发。目前,电极材料是超级电容器的研究的重点之一,而碳布、聚苯胺等新型高性能材料也是超级电容器电极材料研究的热点之一。此外,以竹粉制备的纳米纤维素是新型的超级电容器电极基底材料。本文综述了超级电容器的研究现状、纳米纤维素的制备方法、聚苯胺的制备方法和碳布的使用性能。

关键词:纳米纤维素;聚苯胺;碳布;超级电容器

1. 超级电容器概述

超级电容器是一种介于普通电容器和化学电池之间的储能器件,兼具两者的优点,如功率密度高、能量密度高、循环寿命长、可快速充放电,并具有瞬时大电流放电和对环境无污染等特性。它涉及材料、能源、化学、电子器件等多个学科,成为交叉学科研究的热点之一。作为一种绿色环保、性能优异的新型储能器件,超级电容器在众多的领域有广泛的应用,包括国防、军工,以及电动汽车、电脑、移动通信等民用领域,因而受到了世界各国,尤其是发达国家的高度重视。近几年来,我国科研人员和国家相关部门也对此极度关注。

超级电容器做为一种新型储能装置,其储能的机理与传统的静电电容器不同。而超级电容器充电时可产生的电容包括:在电极/溶液界面处通过电子和离子或偶极子的定向排列所产生的双电层电容;在电极表面或体相中二维或准二维的空间内,电活性物质进行欠电位沉积,发生高度可逆的化学吸附、脱附或氧化还原反应,产生与电极充电电位有关的法拉第赝电容。实际上,各种超级电容器的电容同时包含双电层电容和法拉第准电容两个分量,只是所占的比例不同而已。

根据以上介绍的储能机理的不同,可以将超级电容器分为双电层电容器和法拉第赝电容器,这是超级电容器常用的分类。根据采用的电极材料不同,超级电容器可分为碳电极电容器、金属氧化物电极电容器和导电聚合物电容器。根据采用的电解质体系的不同,超级电容器可分为水溶液电解质电容器和有机电解质电容器。根据超级电容器的结构及电极上发生反应的不同,又可分为对称型和非对称型 [1]

2. 超级电容器电极材料研究现状

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