碳纤维/棉纤维/聚吡咯柔性复合材料的制备及性能研究

发布时间：2024-03-17 20:33

　　柔性超级电容器作为一种储能器件,具有功率密度高、充电时间短、循环寿命长、比电容高等优点,可满足可穿戴器件的需求,而柔性电极材料是决定柔性超级电容器发展的关键因素,它决定着电容器的主要性能指标。采用混纺的方法制备了碳纤维含量为20%(质量分数)的碳纤维/棉纤维混纺纱线,然后通过电化学沉积法在碳纤维/棉纤维混纺纱线上生长聚吡咯颗粒,成功制备了20%(质量分数)碳纤维/棉纤维/聚吡咯柔性复合材料。利用扫描电子显微镜、拉曼光谱分析仪和电化学工作站研究了复合材料的形貌、聚吡咯沉积情况以及复合材料的电容性能。结果表明,20%(质量分数)碳纤维/棉纤维/聚吡咯柔性复合材料中,聚吡咯颗粒直径为30～60 nm,且沉积均匀,化学活性较高;在1.02 mA/cm²电流密度下,复合材料的最大比电容达到1.28 F/cm²,其高比电容归因于电极的独特结构;复合材料具有良好的柔韧性、机械稳定性和充放电循环寿命,其经过6 000次弯曲循环后,电容保持率仍有80%以上,可以用作柔性可穿戴超级电容器的电极材料。

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【文章目录】：
0 引 言
1 实验
    1.1 实验材料
    1.2 碳纤维/棉纤维混纺纱线的预处理
    1.3 聚吡咯球形颗粒的合成
    1.4 双层纱线超级电容器的制备
    1.5 测试与表征
2 结果与讨论
    2.1 复合材料的电阻研究
    2.2 复合材料的电容研究
    2.3 复合材料的SEM分析
    2.4 复合材料的拉曼光谱分析
    2.5 复合材料的电容保持率和循环寿命
3 结 论



本文编号：3931595