聚吡咯@二氧化锰@剑麻微晶纤维素柔性超级电容器的制备及其电化学性能研究

作者：梁春柳; 臧利敏^*; 刘鑫; 左武升; 刘启凡

来源：林产化学与工业, 2020, 40(06): 61-69.

• 剑麻纤维素
• 二氧化锰
• 聚吡咯
• 柔性电极

以剑麻废屑制备得到的剑麻微晶纤维素(SMC)为柔性基体,先在其表面化学沉积MnO2,再将吡咯(Py)单体原位聚合得到PPy@MnO2@SMC复合电极材料。探讨了MnO2沉积时间(10、 20、 30 min)对电极材料性能的影响,并将材料用于组装超级电容器。通过场发射扫描电子显微镜(SEM)和X射线衍射(XRD)对电极材料进行表征,并采用循环伏安(CV)、恒流充放电(GCD)、交流阻抗(EIS)等方法分析了材料的电化学性能。研究结果表明:通过化学沉积后MnO2纳米片成功包覆在SMC表面,经过原位聚合后无定形的PPy成功包覆在MnO2@SMC表面;MnO2沉积时间为20 min时得到的PPy@MnO2@SMC-2电极的电化学性能最佳,在0.25 A/g电流密度下,比电容高达474.3 F/g。将PPy@MnO2@SMC-2电极组装成电容器,该电容器在0.25 A/g电流密度下比电容为81.6 F/g,最大能量密度和功率密度分别为7.3 W·h/kg和475.7 W/kg;经过折弯测试,表现出良好的柔性;通过5 000次循环充放电后电容保持率达99.5%,表现出优异的循环稳定性能;通过相应的串并联和点灯演示,展现了其实际应用价值。

• 单位
  桂林理工大学; 有色金属及材料加工新技术教育部重点实验室