聚苯胺_活性炭复合材料电容性能研究.pdf

第34卷第3期应用科技Vo.l34,.3
2007年3月AppliedScienceandTechnologyMar.2007

文章编号:1009-671X(2007)03-0057-04

聚苯胺/活性炭复合材料电容性能研究

黄震雷,丛文博,张宝宏
(哈尔滨工程大学材料科学与化学工程学院,黑龙江哈尔滨150001)

摘要:以商品化活性炭为原料,在1mol/L盐酸环境下采用原位聚合法制备了聚苯胺/活性炭复合材料(PA
NI/C),复合材料中聚苯胺的质量分数为46.4%.用循环伏安、交流阻抗、恒流充放电测试等方法考察比较了新

材料与原活性炭在1mol/LH2SO4溶液中的电容性能.结果表明,新材料的比容量和大电流充放电性能均优于
碳材料.3.0mA/cm2电流密度下,复合材料电极比容量高达448.7F/g,比原碳材料提高60%.
关键词:电化学电容器;聚苯胺;活性炭;比容量
中图分类号:TM911文献标识码:A

Researchesoncapacitanceofpolyaniline/activated
carboncompositematerial

HUANGZhenle,iCONGWenbo,ZHANGBaohong
(CollegeofMaterialScienceandChemicalEngineering,HarbinEngineeringUniversity,Harbin150001,China)

Abstract:Polyaniline/activatedcarboncompositematerial(PANI/C)wassynthesizedin1mol/LHClsolutionu
singinsitupolymerizationmethodwithcommerciallyavailableactivatedcarbonasrawmateria.lCyclicvoltamme
try,electrochemicalimpedancespectroscopy,galvanostaticcharge/dischargetestswereusedtoinvestigatetheca

pacitanceperformanceofPANI/Candoriginalactivatedcarbonmaterialsin1mol/LH2SO4aqueoussolution.The
resultsshowthatthenewmaterialpossesseshigherspecificcapacitanceandperformsmuchbetterthanactivated
carbonunderhighcurrentdensities.PANI/Celectrodehasaspecificcapacitanceof448.7F/gunderthecurrent
densityof3mA/cm2,increasedby60%thanactivatedcarbonelectrode.
Keywords:electrochemicalcapacitor;polyaniline;activatedcarbon;specificcapacitance

电化学电容器又称超级电容器,是20世纪90表面积,但其发达的孔结构不利于电子在材料中的
年代发展起来的一种新型储能元件,具有比能量高、转移,造成其电阻较大,限制了比容量的提高.
比功率大的双重优点,同时其循环寿命长,无记忆效聚苯胺(PANI)是一种性能优良的导电高分子
应,免维护,环境友好,可望作为新一代绿色电源满材料,它合成方法简单,原料价廉易得,且化学和环
足交通运输、电子设备、国防科技等领域的需要.高境稳定性好.导电聚苯胺在电化学电容器中的研究
比表面积活性炭是最早用于电化学电容器的电极材应用已得到广泛的关注[2-4].
[1
料,Beck于1954年发表了第1篇相关的专利.碳目前的研究者通常在碳电极表面电化学沉积一
材料通过在电极/溶液界面形成的双电层储存能量,层聚苯胺薄膜以制作复合材料电极,但这种方法难
所以这种类型的电化学电容器一般要求碳材料有尽以制作聚苯胺含量较高的电极,难以大幅提高材料
可能发达的孔结构,以求在更大的面积上形成双电比容量.文中先将苯胺吸附在活性炭上,然后在酸性
层,提高比容量.高比表面积活性炭虽然有较大的比条件下加入氧化剂,使苯胺单体高比表面积活性炭

收稿日期:2006-08-28.
基金项目:哈尔滨工程大学基础研究基金资助项目(HEUF04066).
作者简介:黄震雷(1983-),男,硕士研究生,主要研究方向:化学电源,Emai:[e-mail].
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