超级电容器用聚苯胺／活性炭复合材料

　　超级电容器是近年来出现的一种新型能源器件，性能介于传统电容器和电池之间，具有高功率，宽温度使用范围和长循环寿命等优点，按照储能机理分为两类：双电层电容器和法拉第准电容器。在电极面积相同情况下，法拉第准电容是双电层电容的10～l00倍左右。活性炭材料电极电化学电容器是以双电层电容的方式来储存电荷的，一般高比面积活性炭由于其高比表面积和合理孔结构而具有较好的电容性能，但是由于其结晶性较差，导电性能不良而限制其容量的提高[1]。聚苯胺(PANI)是一种常见的导电高分子，因其具有原料易得、制备方法简便，具有良好的化学稳定性、导电性和电化学氧化还原可逆性[2]而深受人们重视。聚苯胺电极电化学电容器是以法拉第准电容的方式来储存电荷的，由于在其充放电过程中发

　　生高度可逆的氧化还原反应而产生很大的准电容。

　　使用聚苯胺在活性炭表面用原位聚合方法来提高活性炭(AC)性能的研究也有报道。聚苯胺修饰活性炭电极既可利用活性炭的双电层电容又可利用聚苯胺的准电容，能够提高电容器的比电容。李仁贵等[3]研究了聚苯胺在活性炭表面原位聚合制得的电极材料的电容性能，较活性炭提高一些，但其电极材料的比容量和苯胺转化率都不是很高。我们采用原料活性炭材料，研究苯胺在活性炭表面的原位聚合反应，通过选择比表面积合适的活性炭，并控制活性炭、苯胺及氧化剂的比例，来优化聚合工艺，以期在获得高比容量复合电极材料的同时也得到较高的苯胺转化率。 1 实验

　　l.1主要原料

　　原料活性炭(LAC)，比表面积936 m2/g，溧阳活性炭联合加工厂;苯胺，分析纯，天津市标准科技有限公司;盐酸，分析纯，质量分数36.8%，北京化工厂;过硫酸铵，分析纯，天津市天大化工实验厂。

　　1.2 聚苯胺在活性炭表面的原位聚合

　　将一定量的活性炭、一定浓度的盐酸溶液和一定量的苯胺依次加入到三口烧瓶中，超声震荡30 min，然后移人低温浴，等温度降到2℃左右时，通人N230 min后向三口烧瓶中逐步滴加过硫酸铵水溶液，30 min左右滴完。反应体系的温度保持在4℃以下，继续反应8 h后离心分离，去离子水洗涤，烘干。再用无水乙醇在索式提取器中提取12 h，取出后，烘干，备用。

　　1.3 活性炭/聚苯胺符合材料电化学性能测试

　　1.3.1活性炭/聚苯胺符合材料电极的制备

　　将聚四氟乙烯(PTFE)、乙炔黑、聚苯胺/活性炭复合物按5∶2∶20的质量比混合，以去离子水和乙醇为溶剂，其中PTFE为粘接剂，乙炔黑为导电剂。用玻璃棒搅拌均匀后涂敷到泡沫镍上，烘干至恒重后压片，并裁成20 mm