1。5。2 聚苯胺

聚苯胺是一种导电性能良好的高聚物，其合成方法简单，掺杂度高，电位窗口高，存储 容量大，因此也是超级电容器电极材料的重要备选之一[12,13]。在聚苯胺氧化过程中，其重复 单元只能引入正电荷，因而只能进行 P 型掺杂[14]，常作为正极材料使用。研究表明，采用电 化学沉积合成的聚苯胺可以实现 1500 F/g 的质量比电容，比用化学法制备的聚苯胺电容（约 200 F/g）要高。聚苯胺的氧化还原过程必须质子参与才能发生，因此，在酸性电解液中的聚 苯胺才能够表现出更加理想的电容特性。聚苯胺的电化学性能与其微观结构、厚度、掺杂度 有很大的关系，且在使用中由于不断地掺杂与脱掺杂，其循环稳定性和相关的电化学性能都 会变差。

1。6 本课题的研究意义

随着化石能源等常规能源的日益枯竭以及人类对清洁可再生能源需求的日益增加，能源 问题已成为各个国家亟待解决的问题。能量的存储作为能源战略中一个重要的部分，高效节 能储能器件的研发刻不容缓。电极材料的优劣很大程度上决定了超级电容器的性能和应用范 围，因此，对电极材料的研究是超级电容器开发的重中之重。

聚苯胺是一种极有发展潜力的赝电容电极材料，对聚苯胺的结构进行设计从而使得其性 能更加完善是一大研究方向。使用无机金属氧化物作为聚苯胺的支撑物能够改善聚苯胺的循 环性能的研究早已被报道[15]，在钴酸镍表面沉积一层聚苯胺涂层，制备成壳核结构的钴酸镍/ 聚苯胺材料。由于钴酸镍导电性能良好，能够使得聚苯胺与集流体间的电子传递阻值降低， 电极材料极化降低。同时，由于聚苯胺在酸性电解质中具有很好的稳定性，聚苯胺均匀覆盖 在钴酸镍表面能够使得在酸性介质中钴酸镍免于被刻蚀。壳核结构能够增大聚苯胺的表面积， 在一定程度上提高材料的电化学性能。

碳布是一种柔性好、机械强度大且导电性能优良的织物，是一种性能优良的柔性材料。 碳布作为集流体能够使得电容器更为小而轻薄，从而广泛应用于便携式电子器件用超级电容

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器。本实验采用柔性碳布作为集流体，利用简单绿色的化学合成法——电沉积法，在碳布上 直接生长材料最终制得钴酸镍/聚苯胺/碳布复合材料，以期获得性能优良的柔性超级电容器电 极材料。主要采用拉曼光谱仪，XRD，SEM，TEM 等实验仪器对材料的微观形貌和结构作表 征分析，用电化学工作站等对其电化学性能进行测试。文献综述

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2 实验部分

2。1 原料与试剂

实验过程中主要使用的原料与试剂已经在表 2。1 中列出。

表 2。1 试剂名称、分子式、纯度及厂家

药品名称 分子式 纯度 生产厂家

硝酸钴 硝酸镍 无水乙醇 浓硫酸 氢氧化钠 苯胺 碳布 Co(NO3)2·6H2O Ni(NO3)3·6H2O

C2H5OH H2SO4 NaOH C6H7N 分析纯 AR 分析纯 AR 分析纯 AR 分析纯 AR 分析纯 AR 分析纯 AR 西陇化工股份有限公司 西陇化工股份有限公司 南京集团化学试剂有限公司 国药集团化学试剂有限公司 国药集团化学试剂有限公司 国药集团化学试剂有限公司 上海河森电气有限公司