靜電紡絲與電極材料

靜電紡絲與電極材料

多孔碳材料常用作電容器電極材料，商用的電容器一般使用活性碳材料。研究發(fā)現(xiàn)碳納米纖維可用于提高電容器性能。靜電紡絲可以制備網(wǎng)狀碳納米纖維，通過控制納米纖維孔結(jié)構(gòu)、負(fù)載離子到納米碳纖維從而增加形成贗電容，提高電容器的性能。Iijima等通過靜電紡絲制備的聚丙烯腈基碳納米纖維，在700、750和800℃水蒸氣活化后，用作質(zhì)量分?jǐn)?shù)30%KOH 水溶液的電容器電極材料，700℃活化樣品比表面積達(dá)到1230m2/g，含有一些微孔，在10mA/g 的低放電電流密度下容量達(dá)到173F/g，800℃活化樣品比表面積為850 m2/g，含有一些中孔，在1000mA/g 的高電流密度時(shí)電容達(dá)到120F/g。

靜電紡絲制備的碳納米纖維由于不需要添加導(dǎo)電添加劑和黏結(jié)劑，在用作鋰離子二次電池陽(yáng)極材料方面有一定優(yōu)勢(shì)，但是由于大部分纖維石墨化程度低，不能像天然石墨一樣提供低的不可逆容量。Kim等將制備的PAN 基碳納米纖維1000℃熱處理后，電流密度30mA/g時(shí)，可逆放電容量450mA·h/g，略微高于天然石墨，而不可逆容量高達(dá)500mA·h/g。Nan在聚丙烯酸/二甲基乙酰胺前驅(qū)體溶液中加入正硅酸乙酯和鹽酸，通過靜電紡絲制備出含有SiO2的碳納米纖維，使用氫氟酸去除掉SiO2納米粒子，得到的纖維比表面積達(dá)到950m2/g，用作鋰離子二次電池陽(yáng)極材料時(shí)循環(huán)容量達(dá)到730mA·h /g。Joshi 等嘗試了將碳納米纖維膜作為染料敏化太陽(yáng)電池的對(duì)電極，雖然碳納米纖維相對(duì)鉑（Pt）對(duì)電極成本較低，但是，碳納米纖維為對(duì)電極組裝的電池效率相對(duì)較低，但提出制備更薄的，孔洞更多的碳納米纖維膜會(huì)降低電池總電阻，提高電池效率。

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