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超级电容器是一种介于电池和传统电容器之间的新型储能器件,是目前新能源与器件研究的热点。超级电容器电极材料是决定超级电容器性能的关键所在,对电极材料的研究始终是该领域的研究重点。其中碳材料和PANI(聚苯胺)因其原材料丰富、价格低廉、制备工艺较容易并且性能优异,而备受人们关注。本文对活性炭及其复合聚苯胺电极材料的制备及性能进行研究,研究内容及成果有如下几个方面: (1)两种活性炭电极材料的研究 本文采用来源丰富、价格低廉、比表面积大的商用活性炭为原材料电极,首先对其进行了系统的物理性能表征,随后在H2SO4溶液中分别对两种活性碳电极进行了电化学电容性能测试。结果表明,1-AC(1号活性炭)和2-AC(2号活性炭)的比表面积分别为758m2/g和1771m2/g,通过电化学电容测试表明,活性炭电极的比电容随着活性炭比表面积的增大而增大,2-AC的比电容最大达到235F/g,并且两活性炭电极的Rct均较小,500次充放电循环后的比电容保持均在90%以上。 (2)PANI纳米线修饰1-AC电极的制备及性能表征 为了增强活性炭电极的比电容特性,采用电化学方法合成PANI修饰1-AC电极。通过新颖的电化学恒电流方法,在1-AC电极表面合成PANI纳米线,并且对复合电极进行系统的形貌、结构、电化学性能表征,随后又对PANI纳米线的生长机理进行了探讨分析。结果表明,PANI对1-AC电极具有明显的电化学电容性能增强,500次的循环稳定性保持率为83%。 (3)2-AC/PANI纳米线电极材料的制备及电化学电容性能研究 原位化学合成技术是制备PANI复合材料好方法。本论文采用2-AC为基底,用化学法合成不同复合比例的2-AC/PANI纳米线复合材料。分析了PANI纳米线生长机理,并在H2SO4和NaOH溶液中研究了复合材料的电化学电容性能。结果表面:在H2SO4溶液中,2-AC/PANI-82在0.5A/g电流密度下比电容可达380F/g,而在NaOH溶液中,2-AC/PANI-26在电流密度为1A/g时比电容为412F/g,所以针对不同的电解液可选择不同PANI含量的复合材料进行使用。