聚乳酸基聚苯胺柔性可降解超级电容器的制备与性能

随着全球经济的快速发展、化石燃料的枯竭及环境污染等问题的加剧,社会对新型的电化学储能技术的需求日趋迫切.近年来,超级电容器由于其高的功率密度、长的循环寿命、宽的工作温度、优异的稳定性等优势引起了广泛关注.但由于传统的电容器器件大而重、制造过程繁复、且大多数不能够降解,已经不能满足社会的可持续发展需要,因此制备一种新型柔性、环保的超级电容器迫在眉睫.本工作报道了以聚乳酸(PLA)薄膜为基底,在PLA表面原位化学聚合生长聚苯胺(PANI)制备聚苯胺-聚乳酸(PANI-PLA)可降解柔性超级电容器电极.采用SEM、FTIR、UV-Vis对电极进行形貌及结构的表征;继而对其电化学性能进行测试.测试结果显示,在三电极体系下,PANI-PLA的最大面积比电容可达到5.00 mF·cm-2(@0.10 mA·cm-2).在二电极体系下以聚乙烯醇/硫酸(PVA/H2SO4)作为凝胶电解质时,PANI-PLA//PANI-PLA对称固态超级电容器面积比电容为0.20 mF·cm-2,功率密度为3.60 μW·cm-2,对应的能量密度为0.02 μW·h·cm-2(@0.004 mA·cm-2);聚苯胺-不锈钢(PANI-SS)//PANI-PLA不对称固态超级电容器面积比电容为23.33 mF·cm-2,功率密度为30.09 μW·cm-2,对应的能量密度为1.17 μW·h·cm-2(@0.05 mA·cm-2).