基于取向碳納米管的新型柔性儲能器件.pdf

1、柔性電子產(chǎn)品的問世引起人們的極大關注。與傳統(tǒng)的電子器件相比，柔性電子產(chǎn)品具有攜帶方便、重量輕、可彎曲、甚至可穿戴或植入的優(yōu)點。為了有效發(fā)揮上述優(yōu)勢，必須發(fā)展相應的能源動力系統(tǒng)如柔性的超級電容器和鋰離子電池。目前研究的重點是研發(fā)新的電極材料，以進一步提高儲能性能。因為獨特的一維結構、高比表面積以及優(yōu)異的力學和電學性能，碳納米管被廣泛用作超級電容器和鋰離子電池中負載活性材料的導電骨架，但因為碳納米管在電極材料中無規(guī)聚集，電荷必須通過碳納米管

2、形成的大量網(wǎng)絡交聯(lián)點進行傳輸，效率較低。面對上述挑戰(zhàn)，本學位論文重點發(fā)展了一類基于取向碳納米管膜的電極材料，在此基礎上構建出新型、高性能的柔性超級電容器和鋰離子電池。
　　通過化學氣相沉積法，以乙烯為碳源、鐵膜為催化劑生長取向碳納米管陣列，進一步通過干法紡絲制備取向碳納米管膜。取向碳納米管膜顯示良好的柔性和較高的電導率(如570 S/cm)。
　　進一步通過電化學聚合法，在碳納米管上電沉積導電聚合物如聚苯胺和聚吡咯，得到柔性

3、的取向碳納米管/導電聚合物復合膜。碳納米管保持原來的高度取向結構，從而賦予復合膜優(yōu)異的力學和電學性能，可以構建高性能的儲能器件如超級電容器。以凝膠電解液聚乙烯醇/磷酸作為電解質(zhì)，得到的超級電容器比容量達到233 F/g，并且在1000次循環(huán)后容量基本保持不變。通過控制復合膜電極的結構，可以進一步構建透明的超級電容器，為發(fā)展微型電子器件提供了一個新的思路。
　　利用電子束鍍膜技術在取向碳納米管上沉積硅納米粒子，并通過加捻形成復合纖維