DOI:10.1007/s10854-020-03204-1
超級電容器是一種很有前途的電化學儲能裝置,其循環穩定性好、充電時間短、功率密度高,具有廣闊的應用前景。電極作為超級電容器的核心部件,對超級電容器的比電容和性能有著重要的影響。本研究采用靜電紡絲法制備了一系列不同RGO濃度的還原氧化石墨烯/聚苯胺/聚乙烯醇(RGO/PANI/PVA)納米纖維,并以此作為超級電容器的電極材料。實驗結果表明,PANI/PVA納米纖維具有假電容特性,而RGO/PANI/PVA納米纖維表現出雙層電容的電化學特性。此外,當RGO濃度為0.2%時,RGO/PANI/PVA納米纖維直徑分布均勻,為119.8 nm,無珠狀和液滴粘附。這種形貌有助于形成較大的纖維比表面積,并為離子的傳輸提供了充分的通道。與聚苯胺/聚乙烯醇(105 F/g)相比,RGO/PANI/PVA納米纖維具有174 F/g的優異比電容。研究表明,具有高比電容的RGO/PANI/PVA納米纖維作為超級電容器電極具有廣闊的應用前景。
圖1.RGO/PANI/PVA納米纖維的制備過程示意圖
圖2.不同RGO濃度的a)PANI/PVA和RGO/PANI/PVA納米纖維的SEM圖像:b 0.2%、c 0.4%、d 0.6%、e 0.8%和f 1.0%
圖3.不同RGO濃度的a)PANI/PVA和RGO/PANI/PVA納米纖維的直徑分布:b 0.2%、c 0.4%、d 0.6%、e 0.8%和f 1.0%
圖4.不同RGO濃度的PANI/PVA和RGO/PANI/PVA納米纖維的XRD圖譜
圖5.不同RGO濃度的PANI/PVA和RGO/PANI/PVA納米纖維的FTIR光譜
圖6.不同RGO濃度的PANI/PVA和RGO/PANI/PVA納米纖維的CV曲線(掃描速率為50 mV/s)
圖7.不同掃描速率下0.2%-RGO/PANI/PVA納米纖維的CV曲線
圖8.不同RGO濃度下PANI/PVA和RGO/PANI/PVA納米光纖的比電容(掃描速率為50 mV/s)
圖9.不同RGO濃度的PANI/PVA和RGO/PANI/PVA納米纖維的電化學阻抗譜