聚乙烯醇基水凝胶超级电容器制备及性能研究

以聚乙烯醇(PVA)为单体,乙烯基杂化二氧化硅纳米颗粒(VHSNPs)为交联剂,过硫酸铵(APS)为引发剂,硫酸(H_(2)SO_(4))为溶剂,碘化钾(KI)为氧化还原物质,通过化学反应合成了VHSNPs-PVA/H_(2)SO_(4)/KI水凝胶,然后与泡沫镍组装成超级电容器。采用X射线衍射(XRD)仪、原位红外光谱(IR)仪、场发射扫描电子显微镜(SEM)和能谱(EDS)仪等对合成的水凝胶进行结构表征,通过机械测试研究水凝胶的力学性能,采用电化学工作站对制备的超级电容器进行循环伏安、交流阻抗及恒电流充放电测试。结果表明,VHSNPs-PVA/H_(2)SO_(4)/KI水凝胶具有良好的力学性能,能在一定范围内进行拉伸和压缩,具有很好的保水性,能够有效黏附在物体上。在0.5 A/g的电流密度下,制备的超级电容器质量比电容为190 F/g,能量密度为6.60 Wh/kg,且具有很小的内阻和电荷转移电阻,在1000次恒电流充放电过程中电容保持率为96%。