聚苯胺-十二烷基苯磺酸-氧化钇复合材料用作超级电容器应用的电极材料

《Journal of Materials Science》：Polyaniline-dodecylbenzene sulphonic acid-Y2O3composites as an electrode material for supercapacitor applications

　　在本研究中，通过原位聚合法合成了聚苯胺（PANI）、DBSA-PANI以及PANI-DBSA-Y?O?矿物基复合材料，以改进其作为超级电容器电极材料的性能。采用X射线衍射（XRD）、傅里叶变换红外光谱（FTIR）、扫描电子显微镜（SEM）、电流-电压（I–V）测量以及介电光谱法对所有样品的结构、介电、电学及形貌特征进行了表征。SEM证实了PANI-DBSA-Y?O?复合材料中的片状结构，该结构更有利于有效的电荷传输；XRD验证了所有样品的多晶性质。EDX分析确认了PANI-DBSA中Y元素的存在。通过FTIR分析研究了PANI-DBSA与Y?O?颗粒之间的强相互作用。介电测量（20 Hz–1 MHz）显示，具有更高介电常数且伴随频率依赖的色散现象，这归因于Maxwell–Wagner界面极化。PANI、DBSA-PANI及PANI-DBSA-Y?O?矿物基复合材料均表现出欧姆行为。此外，采用恒流充放电（GCD）、电化学阻抗谱（EIS）和循环伏安法（CV）对所合成样品进行了表征和评价。PANI-DBSA-Y?O?电极在1 A g?1时显示出最大比电容为594 F g?1。在348 W kg?1（功率密度）下，能量密度为30 Wh kg?1，且在3000次充放电循环后具有88.2%的优异稳定性。阻抗从原始PANI的约5.4 Ω、DBSA-PANI的约5.1 Ω降至PANI-DBSA-Y?O?复合材料的约4.8 Ω，这表明Y?O?矿物基颗粒和PANI-DBSA对电极材料的性能提升是有益的。