碳纳米管/纤维素纳米纤维/二氧化纳米线电极的简单制备,以提高固体超级电容器性能

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:

• 可穿戴式储能需要具有出色的机械稳定性和高容量的电极.
• 现有的柔性电极在平衡导电性,机械完整性和储能能力方面经常面临挑战.

研究的目的:

• 设计和制造超级电容器的新型柔性电极.
• 为了提高可穿戴设备的柔性电极的机械稳定性和电化学性能.

主要方法:

• 使用超声波分散制备了碳纳米管 (CNT),纤维素纳米纤维 (CNF) 和二氧化纳米线 (MnO2 NWs) 的复合悬浮.
• 悬浮物通过真空过和热压加工加工成复合材料纸质电极.
• 评估了电化学性能和曲时的机械稳定性.

主要成果:

• 形态学研究显示,CNT和CNF之间存在显著的纠,这有助于电极的机械强度.
• 与CNT/CNF电极相比,CNT/CNF-MnO2 NWs电极在各种曲角度的电阻较低.
• 制造的固态超级电容器实现了38μWh cm-2的高能量密度,并在5000个循环后保持了83.2%的电容.

结论:

• 开发的CNT/CNF-MnO2 NWs复合电极为高性能灵活储能提供了一个有前途的解决方案.
• 电极的设计有效地将机械稳定性与电化学功能相结合,适用于苛刻的可穿戴应用.
• 这项工作推动了下一代可穿戴电子产品的耐用和高效的储能元件的开发.