[发明专利]一种磺化共聚苯胺的应用

说明书

技术领域

本发明涉及一种导电聚合物的用途，尤其是涉及一种磺化共聚苯胺的应用。

背景技术

目前，随着传统化石能源的濒临枯竭和环境问题的恶化，人们迫切需要可再生和绿色清洁新型能量存储装置。超级电容器是一种介于传统平行板电容器和电池之间的新型储能器件，又称电化学电容器，它兼具了传统电容器和电池两者的长处，表现出较高的功率密度和能量密度，具有充电迅速、寿命长、使用温度宽、对环境无污染等优点，近年来受到研究者的极大关注，在电脑内存系统、照相机、音频设备和间歇性用电的辅助设施等方面，以及混合能源电动汽车、自然能源采集如风力发电及太阳能电池系统中蓄能储能、乃至可穿戴集成能源等方面显示出很大的应用前景。

根据超级电容器的储能机制，可将其分为电化学双电层电容器(EDLC)和法拉第准电容器(又称赝电容器)。双电层电容器的储电原理是利用电极和电解质之间形成的界面双电层来储存能量的，而赝电容器则是在具有氧化还原活性的电极表面，通过电极和电解质之间发生的快速可逆氧化还原反应而进行能量储存和释放的。

电活性电极材料是超级电容器的核心部分，其性能的好坏是超级电容器的直接决定因素。目前性能较为突出的双电层机理的电活性电极材料主要是碳基材料，如石墨烯、碳纳管、碳泡沫、碳纸等。特别是成本低廉的石墨烯，是一种由碳原子以sp2杂化轨道组成六角型呈蜂巢晶格的单原子层厚度的二维材料，由于具有巨大的比表面积、优异的电导性、优秀的机械性能和化学稳定性，被认为是理想的超级电容器材料。([1]El-Kady,M.F.；Strong,V.；Dubin,S.；Kaner,R.B.Laser scribing of high-performance and flexible graphene-based electrochemical capacitors.Science 2012,335(6074):1326-1330.[2]Xu,Y.；Lin,Z.；Huang,X.；Wang,Y.；Huang,Y.；Duan,X.Functionalized graphene hydrogel-based high-performance supercapacitors.Advanced materials 2013,25(40),5779-5784.)。但石墨烯的理论质量比电容不高，基于其21μF/cm²的理论电容([3]Xia,J.；Chen,F.；Li,J.；Tao,N.Measurement of the quantum capacitance of graphene.Nature Nanotechnology 2009,4:505-509.)和完全剥离的单张石墨烯的2600m²/g的理论比表面积([4]Stankovich,S.；Dikin,D.A,Dommett G.H.B.；Kohlhaas K.M.；Zimney,E.J.；Stach,E.A.；Piner,R.D.；SonBinh T.Nguyen,S.T.；Ruoff,R.S.Graphene-based composite materials.Nature 2006,442(7100):282-286.)所计算的理论质量比电容约为550F/g，而实际传导质子和电子可触及的面积有限，故其实际比电容仅最多仅为其理论值的一半左右。