静电纺丝与电极材料

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多孔碳材料常用作电容器电极材料，商用的电容器一般使用活性碳材料。研究发现碳纳米纤维可用于提高电容器性能。静电纺丝可以制备网状碳纳米纤维，通过控制纳米纤维孔结构、负载离子到纳米碳纤维从而增加形成赝电容，提高电容器的性能。Iijima等通过静电纺丝制备的聚丙烯腈基碳纳米纤维，在700、750和800℃水蒸气活化后，用作质量分数30%KOH 水溶液的电容器电极材料，700℃活化样品比表面积达到1230m²/g，含有一些微孔，在10mA/g 的低放电电流密度下容量达到173F/g，800℃活化样品比表面积为850 m²/g，含有一些中孔，在1000mA/g 的高电流密度时电容达到120F/g。

静电纺丝制备的碳纳米纤维由于不需要添加导电添加剂和黏结剂，在用作锂离子二次电池阳极材料方面有一定优势，但是由于大部分纤维石墨化程度低，不能像天然石墨一样提供低的不可逆容量。Kim等将制备的PAN 基碳纳米纤维1000℃热处理后，电流密度30mA/g时，可逆放电容量450mA·h/g，略微高于天然石墨，而不可逆容量高达500mA·h/g。Nan在聚丙烯酸/二甲基乙酰胺前驱体溶液中加入正硅酸乙酯和盐酸，通过静电纺丝制备出含有SiO₂的碳纳米纤维，使用氢氟酸去除掉SiO₂纳米粒子，得到的纤维比表面积达到950m²/g，用作锂离子二次电池阳极材料时循环容量达到730mA·h /g。Joshi 等尝试了将碳纳米纤维膜作为染料敏化太阳电池的对电极，虽然碳纳米纤维相对铂（Pt）对电极成本较低，但是，碳纳米纤维为对电极组装的电池效率相对较低，但提出制备更薄的，孔洞更多的碳纳米纤维膜会降低电池总电阻，提高电池效率。

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