灵活的超级电容器基于细菌纤维素纸电极教材.doc

灵活的超级电容器基于细菌纤维素纸电极 基于独立的和灵活的超级电容器的电极，可以以细菌纤维素（BC），制备多壁碳纳米管（多壁碳纳米管），聚苯胺（PANI）和报告。由于多孔结构公元前纸和电解质的吸收性能，柔性bcmwcnts—聚苯胺复合电极表现出明显的比电容（656 F G?1在放电的电流密度为1克?1）和显着的循环与电容衰减小于0.5%后，1000–放电电荷稳定性在10个G?1电流密度周期。这种简便和低成本无粘结剂纸电极可以在灵活的发展有很大的潜力储能装置。 1.简介 有一个不断增长的需求与能量存储装置由于便携式快速开发高性能电子设备以及电动车辆。重量轻，高功率密度，持续时间，和低成本以及环境友谊是这些能量储存的要求设备。[ 1,2 ]超级电容器，作为电化学新类型能量存储装置，备受关注由于它们的高功率密度，循环寿命长，和温和的能量密度。此外，超级电容器是安全的，有低环境影响。3–[ 7 ]在过去的几年中，一个显的努力也一直致力于开发薄量，灵活和轻量级的超级电容器，它被视为作为一个候选人为便携式电子电源设备，如灵活的个人电子消费品，卷起来显示器，电子纸，伸缩性/可穿戴电子。8–[ 12 ]到目前为止，已经测试了几个基板构造柔性电极的超级电容器，包括纸，石墨烯纸聚二甲基硅氧烷。【3,8,9,11,13 ]纤维素是最丰富的可再生的有机物质可在自然，[ 17 ] 14–已广泛应用在我们的日常生活中，在过去的150年。特别是，纤维素可以强烈结合其他碳材料，如石墨碳纳米管（CNTs），[ 23 ] 18–促进它作为一个灵活的很好的候选人能量存储装置中的应用。作为一种特殊类型的纤维素，细菌纤维素（BC）是一个有趣的环保型由不同的微生物产生的生物材料（木醋杆菌，假单胞菌属，根瘤菌，大肠杆菌，等），包括带状超细纤维nanofi宽度小于100 nm。【17,24 ] 因此，公元前有一个具体的超细网络结构和特定的显著特性，如更大的孔隙率，高强度，高水保持能力和良好的生物降解性。[ 24，26 ]由于–这些特殊的物理化学性质，公元前已被证明作为食品成分，[ 16 ]三维混杂碳纳米材料，[ 25 ]，[生物传感器14,22 ]，[ 27 ]光学透明薄膜和灵活的光电器件。[ 31 ] 26,28–最近，几个研究小组已经探索到公元前进行结合聚合物（聚苯胺，聚吡咯）在公元前nanofi伯斯的苯胺和吡咯原位聚合，针对完全可再生，可生物降解和导电复合材料材料。当用作超级电容器电极，各自273 F G?1和316 F G?1在0.2克?1质量比电容已经实现，分别。【24,32 ]在这个角度来看，公元前膜表现出极大的潜力，作为一个完美的基灵活的超级电容器。公元前纸的亲水性可有助于电极和电解质之间的接触，并提供电解质离子的扩散通道，因此提高超级电容器的性能。[ 28 ] 方案1。原理图的制造过程中的多壁碳纳米管聚苯胺BC x独立的电极的文件。 图1.的SEM图像）的华文B），公元前多壁碳纳米管的纸，C）bcmwcnts—聚苯胺10纸电极，和d）公元前多壁碳纳米管的数字图像纸和BC的多壁碳纳米管聚苯胺10纸电极。E）和拉曼光谱F）的多壁碳纳米管和多壁碳纳米管聚苯胺研究公元前公元前10篇文章的红外光谱 碳纳米管是一圆柱形纳米碳的同素异形体。在碳纳米管的家庭，多壁碳纳米管（多壁碳纳米管）由于行业的特殊利益他们的高导电性，可及表面积大，和高机械强度。这些优点不仅保证高佛罗里达州exibility基板上形成的多壁碳纳米管层，但还提供长期连续的导电路径沿着碳纳米管。【33】众所周知，聚苯胺（PANI）是一个很好的有应用前景的导电聚合物为准高高的比电容，环境稳定性，低成本和易于制备苯胺单体。[ 37 ] 12,34–聚苯胺改性石墨纸、印刷纸已经表现出显好的电容率。【3,11,13,35 ]在此，我们报告的独立，灵活的，轻量级的基于panicoated纸电极公元前超级电容器，它可以简单地制造BC作为柔性基板和多壁碳纳米管聚苯胺薄膜作为集流体和活性物质（参见图1）。的导致灵活的超级电容器电极材料可以达到656 F，G?1在放电的电流密度为1克?1一样高，这是与已报道的与无支撑PANI /金/纸（560 F G?1）和石墨烯/聚苯胺复合纸（763 F G?1）电极材料。[ 3,11 ]材料报告是一种低成本的方法可以扩展到产生大规模生产；因此，它显示了巨大的潜力灵活的基于纸张的超级电容器的能量存储设备。 2.结果与讨论 公元前多壁碳纳米管聚苯胺电极的制作工艺研究在方案1中描述。公元前第一次制作纸从悬浮液通过真空过滤技术。然后同样的方法应用于多壁碳纳米管上沉积层公元前纸。通过过滤和蒸发的水，一个多壁碳纳米管层均匀涂布纸表面，公元前。多壁