多孔铸型炭/导电聚合物复合材料制备及电化学储能研究

针对超级电容器用导电聚合物电极材料循环稳定性差的缺点，本项目提出采用块状的多孔铸型炭取代粉末状炭材料作为导电聚合物载体制备复合型超级电容器电极材料。使用多孔铸型炭作为载体，一方面有利于形成具有相互镶嵌的纳米复合结构，提高导电聚合物在储能方面的利用率；另一方面，载体炭支架承受了导电聚合物在充放电过程中的应力，电极结构得于更加稳定；此外，块状的铸型炭支架在电极中的三维连通网络结构增加了复合电极的导电性，降低了内阻，并省去了组装电容器用的粘结剂、导电剂以及集流体，从而可提高整个电极的功率密度，降低制备成本。本研究拟通过导电聚合物在多孔铸型炭中的自组装开发具有高比电容、高比功率、高比能量和高循环稳定性的超级电容器复合电极材料。并深入分析复合电极的显微结构、化学组成与电化学储能性能的关系；建立复合电极充放电过程中的应力应变模型；揭示该复合型电极材料的储能机理以及与电解液的适配性原则。