超級電容器8，因其具有快速於存釋放能量的特點，而成為種應(yīng)用前景非常廣泛的新型儲能裝置131.有機導(dǎo)電高分子，如聚苯胺化聚噻吩1聚吡咯等，具有充放電迅速循環(huán)壽命長使用溫度范圍寬以及成本低等優(yōu)點，成為近年來電化學(xué)電容器材料的研究熱點之141.尺3等剛采用循環(huán)伏安法，在不同的電位掃描速度下將聚苯胺沉積于不銹鋼上，發(fā)現(xiàn)掃描速度不同獲得的聚苯胺不鎊鋼PANISS電極，81時，所制得的電化學(xué)電容器性能比較好。他們把這種差異歸因于不同掃描速度下制得的，微觀形貌不同，掃描速度很高時，犯可能具有比容值。但這解釋并未用實驗證實。為考察，用脈沖電流沉積法化0和恒電流法0，分別制備具有不同微觀形貌的聚苯胺，探討聚苯胺微觀形貌對電化學(xué)電容器性能的影響。

　　1實驗部分試劑及儀器苯胺1041004和他004均為分析純試劑，所有溶液均用次蒸餾水配制。以不銹鋼圓柱電極33為基底電極，用環(huán)氧樹脂封裝，工作面積0.95電極使用前經(jīng)金相砂紙打磨并依次用酒精丙酮次蒸餾水清洗。朽絲為輔助電極，飽和甘汞電極80為參比電極本文中所有電位均相對于5330型數(shù)控雙脈沖電鍍電源邯鄲市大舜電鍍設(shè)備廠，班660人電化學(xué)工作站上海辰華儀器公司，財豆電位儀深圳市通華防腐電子儀器廠，自制型電解池。

　　實驗步驟1.2.1聚苯胺的電化學(xué)合成將經(jīng)過前處理的33電極置于裝有0.2爪，1.

　　Ll苯胺+0.5mo.レ1H2SO4成膜溶液中，室溫下充氮20，1后，采用脈沖電流或恒電流方法陽極成膜。脈沖電流法控制參數(shù)為通斷比5，50 ms，頻率lOHz，平均電流密度mA，cm，恒電流方法沉積時，電流密度與脈沖沉積的平均電流密度相同。膜層厚度由陽極沉積電量控制。

　　1.2.2膜微觀形貌的檢測將與38電極相同材質(zhì)的2，1不銹鋼片電極用石蠟封裝面，采用相同的方法制備PANI膜，清洗后自然涼干，剝?nèi)ケ硨邮瀸樱缓蟛捎靡孕?600型電子顯微鏡日本正01公司，加速電壓15kV或20kV觀察膜層形貌。

　　Fax07318713642.化學(xué)生物傳感與計量學(xué)國家重點實驗室基金資助項目200201將不同電化學(xué)方法制得的，陽38電極，經(jīng)次蒸餾水洗去電極面的苯胺單體后，置于裝有10爪，1七1晷4 +1.，1.1肥，4混合液的型電解池中，室溫下充氮除氧15，后進行電化學(xué)測量。循環(huán)伏安的掃描范圍為0.20.7，恒電流充放電的電流密度分別為1.52.03.0和3.5，2；交流阻抗采用的交流電壓幅值為5mV，頻率范圍為0.01l0 000Hz，槽電壓分別控制在00.250500.600.75和0.801測試系統(tǒng)為雙電極測試模擬系統(tǒng)，即兩電極均為沉積電量相同的，85電極。

　　2結(jié)果與討論2.1不銹鋼電極的穩(wěn)定性及人188電極的循環(huán)伏安曲線研究為了考察基體材料的穩(wěn)定性，將不鎊鋼電極置溶液中作陽極極化曲線，掃描速度10mV，s掃描電壓0.301.2.結(jié)果明，在0.301.0范圍內(nèi)不銹鋼電極處于鈍化狀態(tài)，面非常穩(wěn)定。因此該電位范圍不銹鋼作為基底材料不會對積電量的關(guān)系GM在相同沉積電量2dlp=2 000mC下制備的似溶液中范圍內(nèi)的循環(huán)伏安曲線。由可知，0河制備的，33電極在此溶液中現(xiàn)出更大的氧化還原峰電流。同時。

　　仙188電極在0.2，0.7范圍內(nèi)的循環(huán)伏安曲線明，曲線形狀接近矩形，具有非常好的電容特性。由該矩形可計算出，01制備的，傾183電極較GM方法制備的PA№SS電極具有更大的積分電量，循環(huán)伏安長方形面積。2給出不同電化學(xué)沉積方法，000制備，犯33電極在上述溶液中20.7，范圍內(nèi)的循環(huán)伏安曲線由知，犯55電極的電容電量均隨，六膜沉積電量的增加而增加，但增長趨勢不同，PGM方法明顯快于，法。

　　聚苯胺膜的微觀形貌L1硫酸的成膜液中以平均電流密度為lmA，Cr2，采用不同制備方法所制得的，1膜的微觀形貌。

　　從3可知，0河制備的，人抑膜呈納米纖維狀，纖維直徑為60100，長度幾個微米。與0肘制備的顆粒狀聚苯胺，人膜35相比，納米纖維狀聚苯胺有著更大的比面積，纖維與纖維之間有著更多的顯微縫隙，因而更有利于離子在其中的擴散和遷移1更適合于作為電化學(xué)電容器電極材料。

　　內(nèi)米纖維人，電極充放電研究上述研究結(jié)果可知，當控制平均電流密度為電容性能，1制備的，83電極在文電曲線4.由可知，充電時電司呈線性增加，呈現(xiàn)出理想電容器特征；放電聚苯胺處于高摻雜態(tài)，具有較高的電導(dǎo)率，因聚苯胺發(fā)生脫摻雜反應(yīng)，引起電容阻抗的增玫電持續(xù)時間短于充電過程根據(jù)電化學(xué)容容量0可從放電曲線斜率得出13為放電電流，4 7為電壓變化斜率的倒數(shù)?？捎呻娙萑萘坑嬎愕?00，時仰，電極比電容隨放電電流密度的變化由699比電容隨充放電電流密度發(fā)生變化的原因可能是由于放電電流密度較低時，電極充放電不充分引起電容儲能能力未充分利用；增加放電電流密度158電極儲能能力得到充分利用，因此比電容增大。但為防止苯胺過，化，放電電流密度不宜過大。本研究結(jié)果明，比電容為699，的數(shù)值遠大于文獻所報道的活性炭電極，和顆粒狀聚苯胺電極的比電容值1.另外，根據(jù)以下公式可計算電容的能量密度其中7為槽電壓。由此式及實驗數(shù)據(jù)由，的1好10常5吲無使徵充隨由電使理中電其比PANI電極在放電電流密度為2，5mA，cm2下的循環(huán)壽命納米纖維聚苯胺是種具有良好應(yīng)用前景的電容器電極材料。

　　循環(huán)壽命是征電容器性能的又重要因素，通過1000次不間斷的充放電循環(huán)對PGM制備的入電容器進行穩(wěn)定性檢驗。由5可看到，電極比較初的比電容值為616.經(jīng)過33次循環(huán)變?yōu)?56，循環(huán)1000次后的值為544尸。81.

　　由此可知，除比較初33次循環(huán)比電容有所下降外，85電極的比電容值基本保持不變，說明PGM制備的PANISS電極具有優(yōu)異的穩(wěn)定性。

　　2.4交流阻抗研究極化電位下的交流阻抗譜。

　　氧化還原狀態(tài)，納米纖維聚苯胺超電容的阻抗譜為條與實軸近似垂直的直線，現(xiàn)出理想電容器的特征。當槽電壓增大，低頻下的Nyquist譜斜率下降。當槽電壓增至0.8時，電容負極板聚苯胺處于完全還原態(tài)，聚苯胺離子導(dǎo)電性和電子導(dǎo)電性都十分有限，此時電容器正負極板上聚苯胺的摻雜與去摻雜受擴散控制，6中0.8，曲線，電容器現(xiàn)出巧阻抗的行為。對于電化學(xué)電容器，時間常數(shù)越小越有利于電容器的快速充放電叫根據(jù)6不同電壓下虛軸比較高點所對應(yīng)說明納米纖維，1電化學(xué)電容器充放電速度較快。

　　電壓下的交流阻抗譜。，隨納米纖維聚苯胺載量增加，低頻外譜順實軸方向正移，但所有曲線基本保持近似垂直于實軸。這種正移現(xiàn)象可能是由于聚苯胺膜層越厚，離子從本體溶液遷移至電極內(nèi)部所受到的阻力越大所致131.

　　3結(jié)論采用脈沖電流法制備了具有納米纖維結(jié)構(gòu)的豫比較，納米纖維狀，膜具有更大的比面積和較小的離子遷移阻力。以納米纖維，1膜作為電化學(xué)電容器電極材料進行研究，結(jié)果明，納米纖維狀，電化學(xué)電容器較顆粒狀，電化學(xué)電容器具備更大的電容容量以及更優(yōu)異的電容性能，在合適的充放電電流密度下該電容器的比電容可高達6991相應(yīng)的能量密度為54.6評。經(jīng)循環(huán)充放電000次實驗，納米纖維狀，六犯超電容器比電容基本保持不變，明其具有良好的電化學(xué)穩(wěn)定性。由此明PGM制備的納米纖維狀口犯是種具有良好應(yīng)用前景的電化學(xué)電容器材料。

　　張曉昕，郭樹才，鄧貽釗。新型碳材料XinxingTanCailiao，1996，