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基于PEDOT:PSS/CNT的高可拉伸性能的全固态超级电容器

   可拉伸电子器件应用于传感器、电子皮肤、健康监测器等产品中。其中,可拉伸超级电容器作为可拉伸电子器件的主要能量来源之一,由于其较大的功率密度和较长的使用寿命受到业界的广泛关注。另外, 在实际应用过程中,如何确保可拉伸超级电容器受到不可预测的破坏力,仍能维持固有性能,也是人们比较关注的一个问题

先前,同济大学的陈涛研究组[1]首次报道一种基于有序碳纳米管/二硫化钼复合材料的高可拉伸性能的全固态超级电容器,其拉伸性能可高达240%。所制备的全固态超级电容器被拉伸至240%时仍能正常工作且比容量没有明显降低。通过500次拉伸超级电容器至160%后,比容量为起始状态的91%,显示出较好的可拉伸性能和拉伸稳定性。

近来,该研究组[2]又报道了一种可拉伸性能高达480%的全固态超级电容器(图1),其采用了银掺杂的PEDOT:PSS/CNT复合材料作为电极,以聚乙烯醇/磷酸凝胶体系作为电解质。所制备的超级电容器不仅具有高的比容量(64 mF cm-2,而且在拉伸至480%时,仍能保持起始比容量的98%,这是目前为止基于同一电解质体系的最高值。通过100次拉伸至400%的实验,仍能保持90%的初始容量;2000次拉伸至200%的实验,容量维持在初始的93%,表明制备的超级电容器具有优异的拉伸稳定性。

 

 超级电容器在0.1 V/扫描速度下从0%拉伸至480%的循环伏安曲线

1. 超级电容器在0.1 V/S扫描速度下从0%拉伸至480%的循环伏安曲线

  上述研究成果提供了一种制备具有优异性能的高拉伸储能器件的有效策略,大大扩展了超级电容器在可穿戴和便携式电子产品领域的应用前景。

参考文献:

[1] Highly Stretchable Supercapacitors Based on Aligned Carbon Nanotube/Molybdenum Disulfide         

     Composites. Angew. Chem. Int. Ed., 2016, 55, 9191-9195.

[2]  Ag–Doped PEDOT:PSS/CNT Composites for Thin–Film All–Solid–StateSupercapacitors with a     

      stretchability of 480%. J. Mater. Chem. A, 2017, DOI: 10.1039/C7TA09154K.

相关链接: PEDOT:PSS

本文由苏州亚科科技股份有限公司编辑