超级电容器8，因其具有快速於存释放能量的特点，而成为种应用前景非常广泛的新型储能装置131.有机导电高分子，如聚苯胺化聚噻吩1聚吡咯等，具有充放电迅速循环寿命长使用温度范围宽以及成本低等优点，成为近年来电化学电容器材料的研究热点之141.尺3等刚采用循环伏安法，在不同的电位扫描速度下将聚苯胺沉积于不锈钢上，发现扫描速度不同获得的聚苯胺不镑钢PANISS电极，81时，所制得的电化学电容器性能*好。他们把这种差异归因于不同扫描速度下制得的，微观形貌不同，扫描速度很高时，犯可能具有比容值。但这解释并未用实验证实。为考察，用脉冲电流沉积法化0和恒电流法0，分别制备具有不同微观形貌的聚苯胺，探讨聚苯胺微观形貌对电化学电容器性能的影响。

　　1实验部分试剂及仪器苯胺1041004和他004均为分析纯试剂，所有溶液均用次蒸馏水配制。以不锈钢圆柱电极33为基底电极，用环氧树脂封装，工作面积0.95电极使用前经金相砂纸打磨并依次用酒精丙酮次蒸馏水清洗。朽丝为辅助电极，饱和甘汞电极80为参比电极本文中所有电位均相对于5330型数控双脉冲电镀电源邯郸市大舜电镀设备厂，班660人电化学工作站上海辰华仪器公司，财豆电位仪深圳市通华防腐电子仪器厂，自制型电解池。

　　实验步骤1.2.1聚苯胺的电化学合成将经过前处理的33电极置于装有0.2爪，1.

　　Ll苯胺+0.5mo.レ1H2SO4成膜溶液中，室温下充氮20，1后，采用脉冲电流或恒电流方法阳极成膜。脉冲电流法控制参数为通断比5，50 ms，频率lOHz，平均电流密度mA，cm，恒电流方法沉积时，电流密度与脉冲沉积的平均电流密度相同。膜层厚度由阳极沉积电量控制。

　　1.2.2膜微观形貌的检测将与38电极相同材质的2，1不锈钢片电极用石蜡封装面，采用相同的方法制备PANI膜，清洗后自然凉干，剥去背层石蜡层，然后采用以心5600型电子显微镜日本正01公司，加速电压15kV或20kV观察膜层形貌。

　　Fax07318713642.化学生物传感与计量学国家重点实验室基金资助项目200201将不同电化学方法制得的，阳38电极，经次蒸馏水洗去电极面的苯胺单体后，置于装有10爪，1七1晷4 +1.，1.1肥，4混合液的型电解池中，室温下充氮除氧15，后进行电化学测量。循环伏安的扫描范围为0.20.7，恒电流充放电的电流密度分别为1.52.03.0和3.5，2；交流阻抗采用的交流电压幅值为5mV，频率范围为0.01l0 000Hz，槽电压分别控制在00.250500.600.75和0.801测试系统为双电极测试模拟系统，即两电极均为沉积电量相同的，85电极。

　　2结果与讨论2.1不锈钢电极的稳定性及人188电极的循环伏安曲线研究为了考察基体材料的稳定性，将不镑钢电极置溶液中作阳极极化曲线，扫描速度10mV，s扫描电压0.301.2.结果明，在0.301.0范围内不锈钢电极处于钝化状态，面非常稳定。因此该电位范围不锈钢作为基底材料不会对积电量的关系GM在相同沉积电量2dlp=2 000mC下制备的似溶液中范围内的循环伏安曲线。由可知，0河制备的，33电极在此溶液中现出更大的氧化还原峰电流。同时。

　　仙188电极在0.2，0.7范围内的循环伏安曲线明，曲线形状接近矩形，具有非常好的电容特性。由该矩形可计算出，01制备的，倾183电极较GM方法制备的PA№SS电**有更大的积分电量，循环伏安长方形面积。2给出不同电化学沉积方法，000制备，犯33电极在上述溶液中20.7，范围内的循环伏安曲线由知，犯55电极的电容电量均随，六膜沉积电量的增加而增加，但增长趋势不同，PGM方法明显快于，法。

　　聚苯胺膜的微观形貌L1硫酸的成膜液中以平均电流密度为lmA，Cr2，采用不同制备方法所制得的，1膜的微观形貌。

　　从3可知，0河制备的，人抑膜呈纳米纤维状，纤维直径为60100，长度几个微米。与0肘制备的颗粒状聚苯胺，人膜35相比，纳米纤维状聚苯胺有着更大的比面积，纤维与纤维之间有着更多的显微缝隙，因而更有利于离子在其中的扩散和迁移1更适合于作为电化学电容器电极材料。

　　内米纤维人，电极充放电研究上述研究结果可知，当控制平均电流密度为电容性能，1制备的，83电极在文电曲线4.由可知，充电时电司呈线性增加，呈现出理想电容器特征；放电聚苯胺处于高掺杂态，具有较高的电导率，因聚苯胺发生脱掺杂反应，引起电容阻抗的增玫电持续时间短于充电过程根据电化学容容量0可从放电曲线斜率得出13为放电电流，4 7为电压变化斜率的倒数。可由电容容量计算得500，时仰，电极比电容随放电电流密度的变化由699比电容随充放电电流密度发生变化的原因可能是由于放电电流密度较低时，电极充放电不充分引起电容储能能力未充分利用；增加放电电流密度158电极储能能力得到充分利用，因此比电容增大。但为防止苯胺过，化，放电电流密度不宜过大。本研究结果明，比电容为699，的数值远大于文献所报道的活性炭电极，和颗粒状聚苯胺电极的比电容值1.另外，根据以下公式可计算电容的能量密度其中7为槽电压。由此式及实验数据由，的1好10常5吲无使徵充随由电使理中电其比PANI电极在放电电流密度为2，5mA，cm2下的循环寿命纳米纤维聚苯胺是种具有良好应用前景的电容器电极材料。

　　循环寿命是征电容器性能的又重要因素，通过1000次不间断的充放电循环对PGM制备的入电容器进行稳定性检验。由5可看到，电极*初的比电容值为616.经过33次循环变为556，循环1000次后的值为544尸。81.

　　由此可知，除*初33次循环比电容有所下降外，85电极的比电容值基本保持不变，说明PGM制备的PANISS电**有优异的稳定性。

　　2.4交流阻抗研究极化电位下的交流阻抗谱。

　　氧化还原状态，纳米纤维聚苯胺超电容的阻抗谱为条与实轴近似垂直的直线，现出理想电容器的特征。当槽电压增大，低频下的Nyquist谱斜率下降。当槽电压增至0.8时，电容负极板聚苯胺处于完全还原态，聚苯胺离子导电性和电子导电性都十分有限，此时电容器正负极板上聚苯胺的掺杂与去掺杂受扩散控制，6中0.8，曲线，电容器现出巧阻抗的行为。对于电化学电容器，时间常数越小越有利于电容器的快速充放电叫根据6不同电压下虚轴*高点所对应说明纳米纤维，1电化学电容器充放电速度较快。

　　电压下的交流阻抗谱。，随纳米纤维聚苯胺载量增加，低频外谱顺实轴方向正移，但所有曲线基本保持近似垂直于实轴。这种正移现象可能是由于聚苯胺膜层越厚，离子从本体溶液迁移至电极内部所受到的阻力越大所致131.

　　3结论采用脉冲电流法制备了具有纳米纤维结构的豫比较，纳米纤维状，膜具有更大的比面积和较小的离子迁移阻力。以纳米纤维，1膜作为电化学电容器电极材料进行研究，结果明，纳米纤维状，电化学电容器较颗粒状，电化学电容器具备更大的电容容量以及更优异的电容性能，在合适的充放电电流密度下该电容器的比电容可高达6991相应的能量密度为54.6评。经循环充放电000次实验，纳米纤维状，六犯超电容器比电容基本保持不变，明其具有良好的电化学稳定性。由此明PGM制备的纳米纤维状口犯是种具有良好应用前景的电化学电容器材料。

　　张晓昕，郭树才，邓贻钊。新型碳材料XinxingTanCailiao，1996，