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天津工业大学学报2025年第03期:PPy/PAN/镀银尼龙纱线状超级电容器的制备及其性能

来源:期刊VIP网 时间:


作者:石磊;王泽宇;胡艳丽;刘皓;

单位:天津工业大学纺织科学与工程学院;天津工业大学纺织未来技术研究中心;

摘要:为了给智能可穿戴纺织服装配备舒适度高且性能优异的储能装置,以导电镀银尼龙(ANY)纱线为芯纱、静电纺聚丙烯腈(PAN)纳米纤维为包覆层制备包芯纱,再通过原位聚合聚吡咯(PPy)制备得到PPy/PAN/ANY纳米纤维包芯纱电极;分析吡咯的聚合时间对电极结构和性能的影响;并将最佳聚合条件下制备的纱线电极组装成对称型超级电容器,考察其电化学性能。结果表明:随着吡咯聚合时间的增加,纳米纤维表面的聚吡咯粒子逐渐增多并堆积;当吡咯浓度为0.3 mol/L、聚合时间为1.5 h时,得到的PPy/PAN/ANY纱线电极电化学性能最优,在1 mA/cm~2的电流密度下,具有326.58 mF/cm~2的面积比电容;电流密度为1 m A/cm~2时,PPy/PAN/ANY纱线状超级电容器的面积比电容为274.7 mF/cm~2,能量密度为0.038 2 mW·h/cm~2,功率密度为4.976 mW/cm~2,具有良好的柔韧性和优秀的电化学性能,在智能可穿戴纺织品中具有广阔的应用前景。

关键词:柔性超级电容器;;柔性电极;;纳米纤维;;导电镀银尼龙纱线;;包芯纱;;聚吡咯

基金资助:天津市自然科学基金项目(20JCQNJC00250)