3D层次结构的锡氧化物和铁氧化物嵌入碳纳米纤维与最外层的聚烯层,用于高性能非对称超级电容器
Chang-Min Yoon1, Suk Jekal1, Dong-Hyun Kim1
1Department of Chemical and Biological Engineering, Hanbat National University, Daejeon 34158, Republic of Korea.
Nanomaterials (Basel, Switzerland)
|May 27, 2023
概括
这项研究合成了用于高性能超级电容器的新型3D层次碳纳米纤维 (CNF) /金属氧化物/导电聚合物复合材料. 聚烯 (PPy) 外层显著提高了电极稳定性和循环性.
科学领域:
- 材料科学 材料科学 材料科学
- 电化学 电化学 电化学
- 纳米技术 纳米技术
背景情况:
- 超级电容器是重要的储能装置.
- 开发先进的电极材料是提高超级电容器性能的关键.
- 层次结构的复合材料为电化学应用提供了独特的优势.
研究的目的:
- 为了合成新的3D层次结构碳纳米纤维 (CNF) /金属氧化物/导电聚合物复合材料.
- 为了研究这些新材料的超级电容性能.
- 为了提高超级电容电极的稳定性和循环性.
主要方法:
- 通过电PAN/PVP纤维的碳化合成基CNF.
- 在CNF上涂上SnO2和Fe2O3的热水涂层.
- 作为最外层的多聚烯 (PPy) 的分散聚合.
- 超级电容电极和非对称超级电容器 (ASC) 装置的制造和测试.
主要成果:
- 在三电极系统中实现了508.1 Fg-1 (CNF/SnO2/PPy) 和426.8 Fg-1 (CNF/Fe2O3/PPy) 的特定容量.
- 开发了一种ASC装置 (CNF/SnO2/PPy//CNF/Fe2O3/PPy),其特定电容为101.2 F g-1.
- 与没有PPy外层 (70.3%) 相比,PPy外层的长期循环性 (81.1%的保留2000个循环后) 得到了改善.
结论:
- 三维层次的CNF/金属氧化物/PPy复合材料对于高性能超级电容器是有效的.
- 最外层的PPy层防止金属氧化物脱落,增强电极的稳定性和循环性.
- 本研究提出了一种有效的策略,用于制造稳定,高性能超级电容器,使用先进的层次材料.
