基于相互透的网络水凝的独立和灵活的聚乙烯酒精-藻酸盐-多聚烯电极

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
• 聚合物科学 聚合物科学

背景情况:

• 灵活的超级电容器 (FSC) 需要强大的灵活电极,用于可穿戴电子产品的应用.
• 导电聚合物水凝提供了灵活性和可加工性,但往往有不良的机械性能.
• 相互透的聚合物网络 (IPN) 是提高水凝机械强度的一个有希望的策略.

研究的目的:

• 为灵活的超级电容器开发机械坚固和电化学活跃的水凝.
• 为了研究相互透的聚合物网络 (IPN) 对水凝特性的影响.
• 在FSC中评估聚乙烯醇 (PVA) - - 藻酸盐 (SA) - - 聚烯醇 (PPy) 水凝的电化学性能.

主要方法:

• 使用冷解和现场聚合制备相互透的聚乙醇 (PVA) - - 藻酸盐 (SA) - - 聚烯 (PPy) 水凝.
• 描述水凝的机械性能,包括破裂时的延长和拉伸强度.
• 在对称的柔性超级电容器 (FSC) 中对水凝进行电化学评估,测量特定电容,能量密度和功率密度.

主要成果:

• 合成的PVA-SA-PPy水凝表现出增强的机械性能,破裂时的延长率为380%和拉伸强度为1.5MPa.
• 最佳的水凝在2 mA cm-2.2时达到2646 mF cm-2的高特异电容.
• 由此产生的对称PVA-SA-PPyFSC在999.9μW cm-2的功率密度下显示了96.7μWh cm-2的能量密度,并在10,000个循环后保持了66.3%的电容.

结论:

• 相互透的聚合物网络 (IPN) 显著提高了导电聚合物水凝的机械强度.
• PVA-SA-PPy水凝具有出色的电化学特性,使其适合用于高性能柔性超级电容器.
• 这些先进的水凝代表了下一代可穿戴储能设备的有希望的材料.