纤维状超级电容器是柔性储能器件的一个重要分支,被学术界和产业界广泛关注.如何制备高性能纤维电极及器件是目前的研究重点之一.针对这一问题,我们制备了一类具有双亲性核壳结构的碳纳米管复合纤维电极.该复合纤维电极的壳层为聚苯胺...纤维状超级电容器是柔性储能器件的一个重要分支,被学术界和产业界广泛关注.如何制备高性能纤维电极及器件是目前的研究重点之一.针对这一问题,我们制备了一类具有双亲性核壳结构的碳纳米管复合纤维电极.该复合纤维电极的壳层为聚苯胺修饰的亲水碳纳米管以实现更好的离子可接近性,从而有效提升电极的电化学性能;而核层为纳米金沉积疏水碳纳米管以实现快速电子传输,从而显著提高电极的电导率.得益于各组分之间的协同效应,在0.5 A cm^-3的电流密度下,该复合纤维电极的比容量可以达到324 F cm^-3.同时该纤维电极也展示了优异的倍率性能,在50 A cm^-3电流密度下>比容量可以保持为小电流下比容量的79%(即256 F cm^-3).由此得到的纤维状超级电容器也实现了高能量密度和高功率密度,分别可达到7.2 mW h cm^-3和10 W cm^-3.这种多层次的复合电极设计为制备其他高性能可穿戴器件提供了一种可行的方法.展开更多
基金supported by the Ministry of Science and Technology (2016YFA0203302)the National Natural Science Foundation of China (21634003, 51573027, 51673043, 21604012, 21805044 and 21875042)+1 种基金Shanghai Science and Technology Committee (16JC1400702, 17QA1400400, 18QA1400700 and 18QA1400800)SHMEC (2017-01-07-00-07-E00062)
文摘纤维状超级电容器是柔性储能器件的一个重要分支,被学术界和产业界广泛关注.如何制备高性能纤维电极及器件是目前的研究重点之一.针对这一问题,我们制备了一类具有双亲性核壳结构的碳纳米管复合纤维电极.该复合纤维电极的壳层为聚苯胺修饰的亲水碳纳米管以实现更好的离子可接近性,从而有效提升电极的电化学性能;而核层为纳米金沉积疏水碳纳米管以实现快速电子传输,从而显著提高电极的电导率.得益于各组分之间的协同效应,在0.5 A cm^-3的电流密度下,该复合纤维电极的比容量可以达到324 F cm^-3.同时该纤维电极也展示了优异的倍率性能,在50 A cm^-3电流密度下>比容量可以保持为小电流下比容量的79%(即256 F cm^-3).由此得到的纤维状超级电容器也实现了高能量密度和高功率密度,分别可达到7.2 mW h cm^-3和10 W cm^-3.这种多层次的复合电极设计为制备其他高性能可穿戴器件提供了一种可行的方法.
