MEMS超级电容器用聚吡咯/炭材料复合膜电极的制备及其性能

霍晓涛^1,2，朱平^1,2，韩高义³，熊继军^1,2

1. 中北大学仪器科学与动态测试教育部重点实验室2. 中北大学电子测试技术重点实验室3. 山西大学分子科学研究所

摘 要：采用电化学沉积工艺,在MEMS超级电容器的三维结构集流体上制备出聚吡咯(PPy)、聚吡咯/碳纳米管(PPy/CNT)、聚吡咯/石墨烯(PPy/GR)三种类型的膜电极。采用SEM对三种膜电极进行形貌观察,采用循环伏安、交流阻抗、恒电流充放电和循环充放电研究三种膜电极的电化学电容性能。结果表明,复合电极的微观结构稳定,复合薄膜和集流体之间的结合力大;基于三种膜电极的MEMS超级电容器电容量依次增大,阻抗依次减小,放电电流为1 mA时,比电容分别达到7.0、8.0、8.3 mF/cm2,经过5 000次恒流充放电循环后,电容器的比电容分别保持了原来的72.9%、85.0%和89.2%。在PPy电极中引入CNT或GR后,MEMS超级电容器的电化学和膜电极结构稳定性可得到明显改善。

关键词：MEMS;超级电容器;聚吡咯;碳纳米管;石墨烯;