碳納米管基柔性超級電容器的制備及性能研究.pdf

1、隨著科技的不斷進步，技術的日益革新，可穿戴電子設備得到越來越多的關注。柔性儲能元件作為可穿戴電子設備的核心組件之一，也得到大量的研究。其中，全固態(tài)柔性超級電容器由于其比電容高、循環(huán)性能好、可快速充放電以及良好的彎曲穩(wěn)定性能，有望成為下一代智能可穿戴設備的供能元件。
　　本文研究是以形狀記憶聚氨酯（SMPU）為基底，利用其形狀記憶功能制備出形狀可控，可裁剪的柔性超級電容器。主要工作內(nèi)容和結(jié)論如下：
　　1、采用微波合成法，設計

2、并合成了不同MnO2含量的MWCNT/MnO2復合材料，并通過掃描電鏡（SEM）、X-射線衍射儀（XRD）、拉曼光譜儀（Raman）等表征方法對制備樣品的微觀形貌進行了分析，通過恒電流充放電（GCD）循環(huán)伏安法（CV）等電化學測試方法，研究了復合材料的電化學性能。其中， MWCNT/48％-MnO2樣品具有較高的比電容（10 mV s-1的掃速下比電容可達148.4 Fg-1），良好的循環(huán)穩(wěn)定性（循環(huán)1500圈，容量保持82.7%）。<

3、br>　　2、采用層層組裝法，設計并制備了碳納米管/二氧化錳/形狀記憶聚氨酯（MWCNT/MnO2/SMPU）復合薄膜電極。并以PVA/H2SO4為凝膠電解質(zhì)，兩片相同大小的復合薄膜作為電極，組裝得到對稱柔性超級電容器。研究了不同形態(tài)下超級電容器電容值的變化。研究發(fā)現(xiàn)，折疊或扭曲一定角度并固定該形態(tài)后，超級電容器的電容值并未發(fā)生明顯變化，恢復原始形態(tài)后，其電容大小也未有明顯變化，證明其具有優(yōu)異的形狀可控效應和彎曲穩(wěn)定性能。將超級電容器裁

4、剪成一定尺寸，其電容值大小與裁剪尺寸面積成正比，表明該柔性超級電容器同時具有良好的可裁剪性能。
　　3、以碳納米管/形狀記憶聚氨酯（MWCNT/SMPU）導電薄膜為基底，利用電化學沉積技術在其表面沉積一層聚苯胺，得到聚苯胺/碳納米管/形狀記憶聚氨酯（PANI/MWCNT/SMPU）復合薄膜電極，并以PVA/H2SO4為凝膠電解質(zhì)，組裝得到全固態(tài)柔性超級電容器。研究了不同折疊狀態(tài)下電容值的變化，數(shù)據(jù)表明折疊不同角度電容值基本保持不變