ChemSusChem:导电聚合物复合物PEDOT:CF3SO2(x)PSS(1-x)制备高性能稳定的超级电容器

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嘉兴学院中澳先进材料与制造研究院李在房教授团队在ChemSusChem期刊发表论文:构建一种新型导电聚合物复合物PEDOT:CF3SO2(x)PSS(1-x),并深入探讨了以此复合物制备的超级电容器的电化学性能和稳定性。



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聚(3,4-亚乙基二氧噻吩):聚(苯乙烯磺酸)(PEDOT:PSS)是最有前途的商业导电聚合物之一,其作为超级电容器电极材料的研究已引起科研工作者的广泛关注。PEDOT:PSS应用在超级电容器上时,其电容性能及稳定性是其商业化面临的关键挑战。虽然PEDOT:PSS与其它材料复合(如碳材料)可以提升其电容器性能,但材料稳定性和柔韧性会大大受损。因此,发展高性能稳定的PEDOT:PSS衍生物或复合物是推动其商业化的最有效途径之一。


基于此,嘉兴学院中澳先进材料与制造研究院李在房教授团队通过使用离子液体二[双(三氟甲基磺酰基)亚胺]锌[Zn(TFSI)2]解离产生的官能团CF3SO2-替换部分PSS-作为PEDOT+的抗衡离子,从而得到了一种新型的导电聚合物复合物PEDOT:CF3SO2(x)PSS(1-x),进而通过浓硫酸处理去除大量PSS得到S-PEDOT:CF3SO2(x)PSS(1-x)电极。该电极具有194 F cm-3的高比电容,这是迄今为止报道的最高值。以S-PEDOT:CF3SO2(x)PSS(1-x)为电极制备的超级电容器具有70.9 F cm-3的高电容,其最大能量密度和功率密度分别为6.02 mWh cm-3和397 mW cm-3。同时,此超级电容器在10000次循环后电容保持率高达98%,放置在空气中2880小时后电容保持率高达92.2%,同时10000次循环后电容保持率仍高达96%,具有极其优异的电化学稳定性和空气稳定性。该研究工作为高性能稳定超级电容器提供了一种有效的方法,也大大推动了PEDOT:PSS基超级电容器的商业化。

文信息

Highly Stable Supercapacitors Enabled by a New Conducting Polymer Complex PEDOT:CF3SO2(x)PSS(1-x)**

Shisong Nie, Zongyu Li, Dr. Zhen Su, Dr. Yingzhi Jin, Dr. Haijun Song, Haolan Zheng, Dr. Jiaxing Song, Dr. Lin Hu, Dr. Xinxing Yin, Prof. Zhiguang Xu, Prof. Yuyuan Yao, Prof. Hao Wang, Prof. Zaifang Li


ChemSusChem

DOI: 10.1002/cssc.202202208




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