富勒烯纳米晶须和聚苯胺复合材料超电容器研究获进展

近日，青岛科技大学高分子科学与技术学院高分子材料与科学(实验班)2013级本科生王海滨接受了《电子化学学报》(2017，231，264-271)“基于富勒烯C60晶须和聚苯胺翡翠基复合材料的高性能超级电容器”的采访(王海滨为第一作者，该院教授朴广哲为通讯作者)。《电化学学报》是JCR的第一版期刊，2016年的影响因子为4.803。该研究部分由中国国家自然科学基金、国际合作项目和青岛科技大学资助。

从2014年开始，在高分子科学研究所朴光哲的指导下，王海滨直接将富勒烯纳米晶须与聚苯胺复合，制备了一种具有特殊形貌的复合材料。系统研究了复合材料的电化学性能。研究发现，该复合材料具有优异的超级电容器性能，同时其循环稳定性(1500次充放电后的电容储能率为85.2%)有了很大提高。它是目前循环稳定性最好的超级电容器材料，为共轭导电聚合物超级电容器的设计和制备提供了实验和理论依据。

据报道，超级电容器是介于二次电池和传统电容器之间的一种新型储能器件，具有功率密度高、温度适应范围广、充电时间短、储存寿命长等特点。超级电容器是一个具有广阔应用前景的国际前沿交叉研究领域。聚苯胺作为一种典型的导电高分子材料，具有很高的理论电容。然而，在充放电过程中，聚苯胺电极材料在充放电结束时处于完全掺杂状态和完全未掺杂状态，在这两种状态下，聚苯胺的电导率都很低，这增加了超级电容器的内阻。同时，由于在充放电过程中，掺杂在整个体相中发生氧化还原反应，掺杂离子的反复嵌入和脱嵌导致聚苯胺体系反复膨胀和收缩，导致聚合物链的破坏，从而导致聚苯胺电极的比电容迅速衰减，循环性能恶化。因此，以聚苯胺为电极材料的超级电容器目前还没有得到广泛应用。