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湖南大学《ENERGY RESEARCH》:基于聚苯胺/石墨烯涂层聚酯织物的可穿戴超级电容器

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石墨烯联盟 2021-09-12 19:06

可穿戴超级电容器在新兴的便携式设备中具有广阔的应用前景。为了实现大规模应用,需要开发一种低成本、大规模的方法来制造具有高电化学性能的可穿戴电极。本文,湖南大学Dong Huang等 研究人员在《ENERGY RESEARCH》期刊发表名为“Wearable supercapacitor based on polyaniline supported by graphene coated polyester textile”的论文,研究提出通过简单且低成本的方法制备制备了高度耐磨的电极,聚苯胺/石墨烯涂层聚酯织物(PANI/GPT)。

首先制备高浓度的石墨烯油墨,然后通过反复浸干工艺将石墨烯涂覆在聚酯织物上。随后,通过在石墨烯涂层聚酯织物上电化学沉积聚苯胺 (PANI) 制备 PANI/GPT 电极。所得织物电极具良好的速率性能和良好的倍率能力。组装的柔性超级电容器还具有优异的柔韧性,弯曲长达 5000 次循环后电容保持率为95.10%。这种高性能的纺织电极和低成本的方法可以广泛应用于开发其他可穿戴储能设备。

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图1、A,制备PANI/GPT纺织电极的示意图。分别为 PT、GPT 和 PANI/GPT 的 BD、SEM 图像

图2、A,石墨烯、PT 和 GPT 的 XR 图。B,PANI/GPT的高分辨率XPS光谱。C,PANI/GPT 和 GPT 的拉曼光谱。D,PANI/GPT 的高分辨率 SEM 图像

图3、含有 0% ~ 40% PANI 的 PANI/GPT 的电化学表征。

图4、三电极系统和对称超级电容器中含有 20% PANI 的 PANI/GPT 电极的电化学表征。

图5、PANI/GPT 电极和超级电容器的灵活性。

综上所诉,使用日常 PT 和市售石墨,开发了一种简单的方法来制造用于支撑 PANI 的柔性纺织电极,并生产具有优异储能性能和灵活性的可穿戴储能设备。这种简单、低成本的方法可以大规模推广。这种经济、轻便、高性能的纺织储能电极材料是使用普通环保材料通过简单低成本的方法实现的。该纺织电极及其制备方法可应用于各种可穿戴电子设备的储能装置。

文献:https://doi.org/10.1002/er.7190

文章来源:公众号【材料分析与应用

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