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暨南大學Zilong Wang聯合Wenjie Mai課題組--獨立式聚吡咯/碳納米管復合電極用于穩定的柔性超級電容器

為了滿足人們對柔性能量存儲設備的日益增長需求，開發具有商業級載量的超級電容器活性材料至關重要。這里，通過簡單的真空過濾和低溫聚合方法制得了高載量和獨立式CNT@PPy復合電極（6.07 mg cm-2）。由于CNT纖維框架具有高導電性，這可提供快速的電子傳輸通道。最優的CNT@PPy電極表現出較高的面積電容（2.6 F cm-2），顯著增強的機械性能（抗拉強度為20.7 MPa，是純CNT膜的23倍）。基于最優CNT@PPy電極，所構建的獨立式全固態對稱型超級電容器的在76.7μWh cm-2能量密度下，實現了0.64 mW cm-2的高功率密度。

Figure 1. （a）獨立式CNT電極和（b）CNT@PPy復合材料電極的SEM圖像。（c）CNT和CNT@PPy膜的FT-IR光譜。（d）CNT膜和CNT@ PPy膜的XPS全譜。

Figure 2. 不同電極的（a）在50 mV s-1掃速下的CV曲線和（b）20 mA cm-2時的GCD曲線。（c）電化學阻抗譜，頻率范圍為100 kHz至0.01 Hz，插圖顯示了對應的等效電路。（d）CNT@PPy-100電極在不同掃描速率下的CV曲線。（e）不同電流密度下的GCD曲線。（f）CNT@ PPy-100的循環穩定性能，插圖顯示了前5個GCD周期和最后5個GCD周期。

Figure 3.（a）超聲處理30分鐘前后CNT@PPy-100膜的差異。（b）超聲處理5分鐘前后CNT膜的差異。（c）純CNT和堅固的CNT @ PPy-100膜的典型應力-應變曲線。

Figure 4. 所構建器件的（a）CV曲線和（b）GCD曲線。（c）在不同電流密度下的面積電容比較。（d）所構建超級電容器與最近報道的超級電容器的能量密度和功率密度比較。

Figure 5.（a）柔性超級電容器在初始和彎曲狀態下的CV曲線，（b）兩個超級電容器串聯時并點亮紅色LED的光學圖像。（c，d，e）柔性超級電容器在0°，90°和180°彎曲狀態下的光學圖像。

相關研究工作由暨南大學Zilong Wang聯合Wenjie Mai課題組于2020年發表在Mater. Chem. Front.期刊上。原文：Freestanding Polypyrrole/Carbon Nanotubes Electrode with High Mass Loading for Robust Flexible Supercapacitors。

轉自《石墨烯雜志》公眾號：



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