超级电容器用PEDOT/AC复合电极的制备及电化学性能

以对甲苯磺酸铁(Fe(TOS)3)为掺杂剂和氧化剂,采用化学聚合法制备了聚(3,4-乙撑二氧噻吩)/活性炭(PEDOT/AC)复合材料。通过SEM、FT-IR、TGA/DTG等方法分析了复合材料的微观形貌及结构特征。采用循环伏安、恒流充放电、交流阻抗等方法研究了不同配比的复合材料作为卷绕式超级电容器电极的电化学性能。结果表明,PEDOT/AC复合材料具有优良的热稳定性。当AC的含量为EDOT的20%时,复合电极的比容量提高到176.3F/g,经过1 000次恒电流充放电后,容量保持率为83.6%,具有优异的循环稳定性。     

聚3,4-乙烯二氧噻吩/活性炭扣式复合电极的制备及其性能研究

采用原位聚合及物理球磨复合法制备了不同配比、具有多孔结构的聚3,4-乙烯二氧噻吩/活性炭扣式复合电极(PEDOT/AC)。通过X射线衍射、扫描电子显微镜、氮气吸脱附等温曲线、BJH孔径分布等方法对样品进行了表征。采用交流阻抗、循环伏安和恒流充放电等方法研究了不同配比复合电极的电化学特性。结果表明AC作为PEDOT的支架,不仅可以提高电极的比容量,还能增强由于PEDOT力学性能低而造成的循环寿命低的问题。当PEDOT占PEDOT/AC质量的40%时(P40电极),电极的微孔孔径主要分布在2~10nm之间,比表面积达1186.3m2/g。P40电极比容量可以达到157F/g,经过2000次循环后仍保持有87.6%的比容量,具有优异的循环特性。     

化学气相沉积导电聚合物复合纳米薄膜及性能

采用化学气相聚合法制备了聚-3,4-乙烯二氧噻吩(PEDOT)/还原氧化石墨烯(RGO)复合薄膜。首先用旋涂法制备氧化剂/氧化石墨烯(GO)薄膜,然后将薄膜置于3,4-乙烯二氧噻吩(EDOT)气相聚合装置中,形成PEDOT/GO复合薄膜。将获得的PEDOT/GO复合薄膜用葡萄糖还原剂进行处理,获得PEDOT/RGO复合薄膜。导电性测试表明,GO被还原后复合薄膜的电导率为35.3S/cm,明显高于PEDOT/GO(14.6S/cm)和纯PEDOT(17.3S/cm)薄膜的电导率。电化学特性研究表明,RGO的加入使得PEDOT/RGO导电聚合物复合纳米材料具有优良的电化学特性及稳定性,薄膜的比电容为176.7F/g。循环测试800次后,比容量保持率为84%,具有良好的电化学稳定性。这种化学气相聚合制备的聚合物复合纳米薄膜在超级电容器及导电材料领域有着很好的应用前景。     

石墨烯/二氧化锰/聚3,4-乙烯二氧噻吩三相复合电极的制备及电化学性能

采用水性溶液为电解液,在石墨烯表面用恒电位法依次制备二氧化锰和聚3,4-乙烯二氧噻吩层,得到石墨烯/二氧化锰/聚3,4-乙烯二氧噻吩三相复合电极。扫描电镜表征三相复合电极的形貌特征及复合结构;通过恒流充放电、循环伏安、交流阻抗等电化学测试方法研究三相复合电极的电化学性能。结果表明,石墨烯呈现独有的褶皱状结构,二氧化锰由不规则的纳米片交织而成,聚3,4-乙烯二氧噻吩由纳米范围粒子聚合而成,三相电极呈现层状复合结构;在1.0A/g的充放电电流下得到的比容值为165F/g,经过500次充放电循环后,容量保持率达到80%,具有较好的稳定性,同时,该三相复合电极还表现出很好的充放电可逆性和阻抗性能。     

聚3，4-乙烯二氧噻吩/纳米多孔金复合电极的制备及其在超级电容器中的应用

通过一步法将单体3,4-乙烯二氧噻吩(EDOT)电化学聚合到具有高导电率和大比表面积的纳米多孔金(NPG)上,成功制备了具有完美核壳结构的聚3,4-乙烯二氧噻吩/纳米多孔金（PEDOT/NPG）复合电极材料。通过SEM、TEM、Raman和X射线能谱仪对复合电极材料的形貌、微观结构、振动特性和元素组成进行了分析和表征。使用电化学工作站对其电化学性能进行了系统的研究。在三电极体系中,PEDOT/NPG复合电极材料在3 A/g的低电流密度下,质量比电容可以达到555 F/g,其能量密度和功率密度分别为177.58 W·h/kg和1.73 kW/kg。同时该电极材料经过2 000次循环伏安测试后仍然可以保持最大电容的91.5%,电化学性能优异。      

凝胶聚合物电解质组装聚3,4-乙烯二氧噻吩固态超级电容器

以聚3,4-乙烯二氧噻吩/碳纸(PEDOT/CP)为电极,聚乙烯醇/硫酸/碘化钾(PVA/H_2SO_4/KI)凝胶为聚合物电解质,组装成PEDOT固态超级电容器。采用循环伏安法(CV)、恒电流充电/放电技术(GCD)和电化学阻抗谱(EIS)技术研究了电解质中PVA浓度对超级电容器电化学性能的影响。结果表明,以浓度为10%的PVA溶液所组装的固态电容器在1 mA/cm~2放电电流下有较高的比电容(352.59 F/g),能量密度和功率密度分别为451.32 Wh/kg,13.29 kW/kg。凝胶聚合物电解质因兼具了液体电解质优良的电导率和固态电解质易于封装、无泄漏等优点,所以在电源备用系统、电动汽车、医疗电子器械及军工设备等领域中具有良好的应用前景。     

高电导率聚(3,4-乙烯二氧噻吩)-聚苯乙烯磺酸复合物的制备及表征

采用聚苯乙烯磺酸作为电荷平衡掺杂剂,通过氧化3,4-乙烯二氧噻吩聚合制备聚(3,4-乙烯二氧噻吩)-聚苯乙烯磺酸(PEDOT∶PSS)。采用红外光谱、X-射线衍射图谱和四探针电导率测试仪分别对其结构和导电性能进行表征。X-射线衍射图谱表明PEDOT∶PSS为半晶态结构。电导率测试结果表明聚合工艺条件对PEDOT∶PSS电导率均有显著的影响,并在最佳工艺条件下制备出电导率高达73S/cm的PEDOT∶PSS。     

氧化石墨烯掺杂含量对石墨烯/PEDOT:PSS复合材料电化学性能的影响

采用改进的Hummers法合成氧化石墨烯(GO),利用原位聚合法合成GO/聚3,4-二氧乙烯噻吩∶聚苯乙烯磺酸(GO/PEDOT∶PSS)复合材料,并使用碘化氢整体还原法生成还原氧化石墨烯(RGO)/PEDOT∶PSS复合材料,同时考察了GO掺杂量对RGO/PEDOT∶PSS复合材料电化学性能的影响。通过X射线衍射仪、拉曼光谱仪、扫描电子显微镜、电化学测试等方法对所制材料进行了表征和性能测试。结果表明:GO与PEDOT∶PSS的质量比为6∶20时合成的RGO/PEDOT∶PSS复合材料具有最佳的电化学性能。     

单极脉冲法沉积聚3,4-乙烯二氧噻吩及其电容性能EI北大核心CSCD

聚3,4-乙烯二氧噻吩(PEDOT)因具有非常高的离子电导率而被广泛研究。文中以EDOT为单体,采用单极脉冲法在不锈钢片基底上制备了PEDOT膜电极。考察了不同脉冲参数对PEDOT膜超级电容的影响。通过扫描电子显微镜、傅里叶变换红外光谱表征PEDOT涂覆的不锈钢电极,确认了PEDOT由不规则的虚球体堆积成褶皱状结构,证实了Cl O4-成功掺杂于PEDOT膜中;通过循环伏安法、恒电流充电/放电和电化学阻抗谱得到:PEDOT电极展示出良好的比电容(128.64 F/g)、倍率性能和稳定性(循环2000次保留率达71.26%)。对于低成本、高性能的能量存储应用显示出相当大的潜力。     

单极脉冲法沉积聚3,4-乙烯二氧噻吩及其电容性能

聚3,4-乙烯二氧噻吩(PEDOT)因具有非常高的离子电导率而被广泛研究。文中以EDOT为单体,采用单极脉冲法在不锈钢片基底上制备了PEDOT膜电极。考察了不同脉冲参数对PEDOT膜超级电容的影响。通过扫描电子显微镜、傅里叶变换红外光谱表征PEDOT涂覆的不锈钢电极,确认了PEDOT由不规则的虚球体堆积成褶皱状结构,证实了Cl O4-成功掺杂于PEDOT膜中;通过循环伏安法、恒电流充电/放电和电化学阻抗谱得到:PEDOT电极展示出良好的比电容(128.64 F/g)、倍率性能和稳定性(循环2000次保留率达71.26%)。对于低成本、高性能的能量存储应用显示出相当大的潜力。     

还原氧化石墨烯/聚3,4-二氧乙烯噻吩∶聚苯乙烯磺酸柔性透明导电薄膜的制备及表征

采用HI整体还原法将原位聚合法制备出的氧化石墨烯/聚3,4-二氧乙烯噻吩∶聚苯乙烯磺酸(GO/PEDOT∶PSS)复合薄膜还原成还原氧化石墨烯/PEDOT∶PSS(RGO/PEDOT∶PSS)复合薄膜。通过X射线衍射、拉曼光谱、扫描电镜、四探针测试仪和紫外分光光度仪等手段对所制备材料的性能进行了表征。结果表明:当RGO掺杂量为15%(质量分数)时,RGO/PEDOT∶PSS复合薄膜综合性能最优,其方块电阻为0.25kΩ/□,透光率达到85.2%(λ=550nm),同时具有优良的导电性和柔性。     

导电纤维材料在高柔性可穿戴超级电容器中的研究进展（英文）

采用纤维材料制备的超级电容器因柔韧性好、质量轻、能量密度高等优点，成为人们关注的电化学储能器件。目前，他们已广泛应用在信息传感、数据计算和通信等电子系统中。这些基于纤维材料的超级电容器（SCs）拥有比标准的平行平板电容器和电池具有更高的功率密度，因而再电子纺织品中大量使用。本文详细阐述了碳纳米管（CNTs）、石墨烯和聚（3,4-乙烯二氧噻吩）：聚（苯乙烯磺酸）（PEDOT:PSS）的组成、纺丝和制备条件对可穿戴储能装置电化学性能的影响。     

聚3,4-乙烯二氧噻吩/聚苯乙烯磺酸复合LB膜在OLED器件上的应用

采用Langmuir-Blodgett(LB)膜静电诱导沉积法制备聚3,4-乙烯二氧噻吩(PEDOT)高度有序导电聚合物复合薄膜,研究了薄膜的导电性能并进一步研究薄膜在改善器件性能方面的作用.并将其应用于有机电致发光二极管(OLED)器件的空穴缓冲层,将聚3,4-乙烯二氧噻吩/聚苯乙烯磺酸(PEDOT/PSS)复合LB沉积于纳米铟锡金属氧化物(ITO)电极上,制备了以复合LB膜为空穴缓冲层的OLED器件.发现复合LB膜改善了器件性能(启动电压降低,最大亮度增加),但进一步的研究表明LB膜器件在一定时间后出现性能劣化.I-V特性和X射线反射率(XRR)分析表明,薄膜的结构发生一定程度的改变是导致器件性能变差的可能原因.     

聚(3,4-乙烯二氧噻吩)/MXene复合材料的制备及电容性能研究

MXene材料具有组分灵活可调、电容量较高等优势在超级电容器储能领域备受关注。采用电化学法制得聚3, 4-乙烯二氧噻吩/Nb₂CT_x MXene (PEDOT/MXene)复合电极材料。结果表明,在扫描速率为30 mV·s^-1时,PEDOT/MXene的面积比电容可达250.21 mF·cm^-2,当电流密度从0.1 mA·cm^-2增加到5 mA·cm^-2时,PEDOT/MXene的面积比电容保持率为83.5%,远优于PEDOT的64.1%,并且在100 mV·s^-1的扫描速率下循环测试1 000次后初始电容保持率可达84%,表现出良好的倍率性能和稳定性。工作为基于MXene基材料构筑高性能电化学储能界面提供了一定的借鉴。     

PEDOT/聚己内酰胺导电复合纱线的制备和表征

采用化学气相沉积法(CVD)制备聚3,4-乙烯二氧噻吩(PEDOT)/聚己内酰胺导电复合纱线,研究PEDOT/聚己内酰胺导电复合纱线的表面形貌、化学组成及热学性能,并探讨氧化剂质量浓度、浸渍时间及沉积时间对复合纱线导电性能的影响。实验结果表明,聚己内酰胺纱线表面形成PEDOT导电层赋予纱线优良的导电性能,其质量比电阻可低至2.81Ω·g·cm-2;随着氧化剂质量浓度的增加和沉积时间的延长,复合纱线的质量比电阻先降低后增加;浸渍时间越长,复合纱线的质量比电阻越小,导电性越好;复合纱线的热稳定性在温度高于480℃时优于普通聚己内酰胺纱线。     

界面法制备三维网状PPy-PEDOT共聚物膜及电容性能

制备具有多电子传输与多孔有序的结构电极是电化学储能技术创新发展的两个重要策略。本工作采用一种界面电化学聚合新法合成聚吡咯-聚3,4-乙撑二氧噻吩(PPy-PEDOT)共聚物薄膜材料。采用FTIR,XPS,EDX,SEM与电化学充放电测试对PPy-PEDOT共聚物膜的化学组成、分布、微观形貌及电容性能进行表征与测试。结果表明:PPy-PEDOT共聚物膜由PPy与PEDOT按一定比例组成,且分布均匀;SEM测试表明共聚物膜具有正反两面各异的特殊形貌,且有机相一侧呈三维网状多孔层状结构。电化学充放电测试表明,PPy-PEDOT共聚物膜表现出优异的超级电容器电极材料的特性,具有较高的比电容,较快的充放电速率与较好的循环稳定性。PPy与PEDOT共聚后实现二者性能互补,提高了共聚物膜的导电性,电荷迁移速率及稳定性,同时三维网状多孔层状结构也有助于充放电过程中电子离子的迁移,使得共聚物膜的储能性能显著提高。     

上海硅酸盐所在有机-无机复合热电材料领域取得重要进展

正近日,中国科学院上海硅酸盐研究所陈立东研究员、姚琴副研究员的研究团队在聚3,4-乙烯二氧噻吩(PEDOT)基有机/无机复合热电材料领域取得重要进展。该团队采用新型氧化剂,通过自抑制聚合法,获得了高膜厚无气孔PEDOT∶DBSA-Te量子点复合热电薄膜。研究团队首先通过设计调控导电高分子对阴离子的分子结构来调控对阴离子的位阻,实现了薄膜自抑制法聚合     

聚吡咯/石墨烯复合导电材料的制备及性能表征

利用电化学合成和化学还原方法制备了超级电容器用聚吡咯/石墨烯(PPy/GNs)复合电极材料,分别对比了恒电流和脉冲电流条件下石墨烯对电极材料电化学性能的影响,断口形貌及电性能测试结果表明,石墨烯因其良好的导电性能可有效提高电极的比容量,与聚吡咯(PPy)相比,恒电流制备的PPy/GNs(DC-PPy/GNs)电极比容量提高了13.5%。另外发现,脉冲电流制备的PPy/GNs(PC-PPy/GNs)超级电容器具有更大的比容量和更好的循环稳定性。导通时间为100ms时,PC-PPy/GNs复合电极材料在100mV/s的扫描速率下比容量可达280F/g。     

氧化物／活性炭复合电极材料的研究

用醋酸锰和高锰酸钾制备二氧化锰粉末；用氯化钌和氢氧化钠制备水合二氧化钌粉末。以二氧化钌和二氧化锰作为电极材料的活性物质，以活性碳粉末为电极的基础原料制备复合电极，并组装超级电容器单元。用x射线衍射仪和扫描电镜对电极材料进行表征，可得复合电极具有明显的电容特征。在浓度为38％的硫酸电解质溶液中，对复合电极进行电化学性能测试，循环伏安曲线、充放电曲线和交流阻抗特性显示了复合电极材料具有良好的电化学性能。碳，锰复合电极的比容量为128F／g，碳/锰/钌复合电极的比容量为266F/g。当二氧化钌和二氧化锰在电极中质量比各占20％时，更能发挥活性物质的作用，由该电极材料组成的超级电容器具有理想的电容特性。     

MEMS超级电容器用聚吡咯/炭材料复合膜电极的制备及其性能

采用电化学沉积工艺,在MEMS超级电容器的三维结构集流体上制备出聚吡咯(PPy)、聚吡咯/碳纳米管(PPy/CNT)、聚吡咯/石墨烯(PPy/GR)三种类型的膜电极。采用SEM对三种膜电极进行形貌观察,采用循环伏安、交流阻抗、恒电流充放电和循环充放电研究三种膜电极的电化学电容性能。结果表明,复合电极的微观结构稳定,复合薄膜和集流体之间的结合力大;基于三种膜电极的MEMS超级电容器电容量依次增大,阻抗依次减小,放电电流为1 mA时,比电容分别达到7.0、8.0、8.3 mF/cm2,经过5 000次恒流充放电循环后,电容器的比电容分别保持了原来的72.9%、85.0%和89.2%。在PPy电极中引入CNT或GR后,MEMS超级电容器的电化学和膜电极结构稳定性可得到明显改善。