机械剥离石墨片/聚3,4-乙烯二氧噻吩电极的制备及其超电容性能研究

作     者：周海涵 任梦瑶 翟华金 Hai-han Zhou;Meng-yao Ren;Hua-jin Zhai

作者机构：山西大学分子科学研究所能量转换与存储材料山西省重点实验室太原030006 

出 版 物：《高分子学报》 (Acta Polymerica Sinica)

年 卷 期：2022年第53卷第8期

页      面：952-961页

核心收录：

学科分类：080801[工学-电机与电器] 0808[工学-电气工程] 08[工学] 0805[工学-材料科学与工程（可授工学、理学学位）] 080502[工学-材料学] 

基　　金：国家自然科学基金(基金号21975147 21873058 21601113 21573138)资助项目 

主　　题：电荷存储 电化学电容器 柔性器件 电化学性能 

摘      要：石墨片(graphite sheet,GS)由于其低成本和高导电性的特征,在超级电容器中具有很好的商业应用前景.然而,GS的二维光滑表面会与电活性材料之间形成不理想的界面,从而限制了它们之间的电荷传输.这项工作提出了一种简单的机械剥离方法来对GS进行处理,获得了具有独特分层微结构的机械剥离石墨片(mechanically exfoliated graphite sheet,MEGS)集流体.同时,详细研究了电聚合参数对作为电活性材料的聚3,4-乙烯二氧噻吩(PEDOT)超电容性能的影响.电化学测试表明,通过优化电聚合参数能使得PEDOT电极的电化学性能得到显著提高.更重要的是,与GS集流体相比,通过使用MEGS集流体,能使得所制备的PEDOT电极的电化学性能被进一步显著提升.这能归因于PEDOT膜与MEGS集流体之间所构建的三维界面.所制备的MEGS/PEDOT电极在0.5 mA·cm充放电电流密度下获得了96.2 mF·cm的面积电容,并具有高的倍率性能以及优异的循环稳定性(10000次循环后保持了初始电容的90.6%).这些特征使其在高性能超级电容器具有大的应用潜力.