柔性聚苯胺/氮化钛纳米线电极材料的制备与储能性能

作     者：路露 周小红 徐律 余乐平 张鑫 LU Lu;ZHOU Xiaohong;XU Lyu;YU Leping;ZHANG Xin

作者机构：无锡商业职业技术学院智能装备与汽车工程学院江苏无锡214153 盐城工学院材料科学与工程学院江苏盐城224001 

出 版 物：《硅酸盐学报》 (Journal of The Chinese Ceramic Society)

年 卷 期：2022年第50卷第7期

页      面：1909-1918页

核心收录：

学科分类：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）] 0703[理学-化学] 

基　　金：江苏省自然科学基金项目(BK20191041) 江苏省高校自然科学基金面上项目(19KJB480011) 无锡商业职业技术学院校级培育类课题(KJXJ21604) 无锡商业职业技术学院产教融合项目(QX202113)。 

主　　题：聚苯胺 氮化钛 纳米线 柔性电极 全固态超级电容器 

摘      要：利用高导电性的氮化钛纳米线作为聚苯胺的生长基质,有效减少电极材料的电荷传输电阻,提升聚苯胺的超级电容储能性能。以碳纤维作为柔性基底,采用晶种辅助水热结合电化学聚合法制备了柔性聚苯胺/氮化钛纳米线电极材料(PANI/Ti N),电极材料呈现高度有序的同轴核壳纳米线结构,且纳米线之间彼此分离,有利于电解液离子的传输,提升储能性能。电流密度为1 A/g时,比电容为403 F/g;电流密度从0.5 A/g增加到10.0 A/g时,比电容保持率为初始容量的53.4%,电流密度为5 A/g时,循环充放电1 000次后PANI/Ti N的电容保持率为79.1%,与PANI相比均有较大提升,表明PANI/Ti N具有较好的电化学储能性质。以PANI/Ti N电极材料为电极构建柔性全固态对称型超级电容器(PANI/Ti N//PANI/Ti N)考察其应用性。PANI/Ti N//PANI/Ti N柔性超级电容器在电流密度为1 A/g时,比电容可达100.2 F/g,且在不同角度弯曲后比电容无明显衰减。当功率密度为500 W/kg时,能量密度可达50.1 W·h/kg,且1个单元的该超级电容器可驱动红色(1.8 V)发光二极管,具有较为广阔的应用前景。