单宁酸掺杂聚吡咯/纤维素柔性超级电容器的制备及其电化学性能研究

作者：石方芳; 臧利敏; 张静雨; 邬谨泽; 邱建辉; 杨超

来源：林产化学与工业, 2022, 42(06): 99-107.

DOI：10.3969/j.issn.0253-2417.2022.06.014

• 电活性掺杂剂
• 导电聚合物
• 纤维素
• 柔性超级电容器

以单宁酸(TA)为电活性掺杂剂，通过在纤维素(XWS)表面原位聚合制备了单宁酸掺杂聚吡咯(PPy)/XWS(TA/PPy/XWS)超级电容器电极材料，探讨了电极材料中各组分的作用，以及纤维素添加量对电极材料电化学性能的影响。研究结果表明：单宁酸能够通过可逆的氧化还原反应提供赝电容，从而提高电极材料的比电容；单宁酸掺杂的聚吡咯包覆在纤维素表面，可以暴露更多的活性位点，有利于进一步提高电极材料的电化学性能；随纤维素添加量的增加，电极材料的比电容出现先增大后减小的趋势。所制备的TA/PPy/XWS-30电极材料在电流密度0.5 A/g下的最高比电容达340.7 F/g。将其丝网印刷至滤纸上并组装成超级电容器，该电容器的最高比电容、能量密度和功率密度分别为90.7 F/g、 8.1 W·h/kg和705.8 W/kg。通过5 000次循环充/放电后电容保持率为73.8%,通过2 500次弯折循环后电容保持率为86.4%,表现出优异的循环稳定性和柔性。通过串并联和点亮计时器演示，展示了较好的应用前景。

• 单位
  有色金属及材料加工新技术教育部重点实验室; 桂林理工大学