1、超級電容器又叫雙電層電容器，是一種環(huán)境友好型儲能元件，具有容量高、能量密度大、工作溫度范圍廣、可快速充放電且循環(huán)壽命長、無污染零排放等優(yōu)點。目前，常用的超級電容器電極材料主要有碳材料、金屬氧化物、導(dǎo)電聚合物及其各種復(fù)合材料。在導(dǎo)電高分子材料中，聚噻吩是一種重要的結(jié)構(gòu)型導(dǎo)電高分子材料，由于其優(yōu)良的導(dǎo)電性能和穩(wěn)定性而得到廣泛研究。本文采用原位聚合的方法在活性炭表面引發(fā)噻吩聚合，從而制備出聚噻吩/活性炭復(fù)合材料作為超級電容器電極材料；進(jìn)一步采

2、用原位聚合的方法制備出聚噻吩/聚苯胺/活性炭復(fù)合材料作為超級電容器電極材料。主要工作如下：
　　 (1)采用原位聚合的方法在活性炭表面引發(fā)噻吩聚合，制備出不同配比的聚噻吩/活性炭復(fù)合電極材料，考察了各組分配比對復(fù)合材料結(jié)構(gòu)及電性能的影響。分別采用紅外光譜表征了復(fù)合材料的分子結(jié)構(gòu)；用掃描電子顯微鏡觀察了其表面微觀形貌；采用循環(huán)伏安、恒流充放電、交流阻抗等方法評價了材料電性能。電鏡掃描結(jié)果表明，復(fù)合材料分布均勻，呈蓬松的網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，存

3、在較大的空隙。紅外掃描測試結(jié)果表明，純的聚噻吩和聚噻吩/活性炭復(fù)合材料都出現(xiàn)了明顯的紅外吸收特征峰；當(dāng)原料配比活性炭與噻吩的摩爾比為10∶1時復(fù)合制備出的復(fù)合材料在790 cm-1和1627 cm-1處的紅外吸收強(qiáng)都達(dá)到最高，這是因為活性炭的表面吸附作用影響了噻吩在聚合過程中共軛程度，噻吩環(huán)以α-α形式結(jié)合的程度最高，聚噻吩具有較好的結(jié)晶性能和共軛程度，其導(dǎo)電性能最好。電性能測試結(jié)果表明，在電流密度為100mA/g恒流充放電下，純聚噻吩

4、的比電容為144.6F/g，而當(dāng)原料配比活性炭與噻吩的摩爾比為10∶1時復(fù)合制備出的復(fù)合材料的比電容高達(dá)401.7F/g；同時復(fù)合材料的大電流充放電性能顯著提高，在充放電電流密度由100mA/g增加到900mA/g時，純聚噻吩的比容量由144.6F/g降低到28.6F/g，保留率僅為19.8％，而復(fù)合材料的比容量由401.7F/g降低到267.8F/g，保留率達(dá)到了66.7％。
　　 (2)采用原位聚合的方法在活性炭表面先后引發(fā)

5、苯胺，噻吩聚合，從而制備出聚苯胺/活性炭復(fù)合材料和聚噻吩/聚苯胺/活性炭復(fù)合材作為超級電容器電極材料。采用紅外光譜表征分子結(jié)構(gòu)；掃描電子顯微鏡觀察了其表面微觀形貌；采用循環(huán)伏安、恒流充放電、交流阻抗等方法評價了材料電性能。電鏡掃描結(jié)果表明，復(fù)合材料PTH/PANI/AC呈更蓬松的纖維狀結(jié)構(gòu)，有更大的孔洞存在，結(jié)構(gòu)規(guī)整；同時紅外表征結(jié)果表明在790cm-1和1632cm-1處的吸收峰強(qiáng)度最高，復(fù)合材料PTH/PANI/AC中噻吩環(huán)以α-α

6、形式結(jié)合的程度最高，共軛程度高，從而使復(fù)合材料表現(xiàn)出良好的電容性能；電性能測試結(jié)果表明，在電流密度為100mA/g恒流充放電下，聚噻吩/聚苯胺/活性炭復(fù)合材料的比容量高達(dá)597.4F/g，比聚苯胺/活性炭復(fù)合材料(532.1F/g)和聚噻吩/活性炭復(fù)合材料(401.7 F/g)都有所提高；隨著充放電電流密度由100mA/g增加到900mA/g，聚噻吩/聚苯胺/活性炭復(fù)合材料比容量由597.4F/g降低到345.0F/g，保留率為57.8

7、％，表現(xiàn)出較好的大電流充放電性能。
　　 (3)在兩電極體系下，采用恒流充放電和交流阻抗兩種方法評價了復(fù)合電極材料的恒流充放電穩(wěn)定性。在電流密度為400mA/g恒流充放電條件下，3000次恒流充放電后，聚苯胺/活性炭復(fù)合電極材料比容量由220.0F/g降低到98.0F/g，比容量保持率僅為44.5％；聚噻吩/活性炭復(fù)合電極材料比容量由320.0F/g降低到285.0F/g，比容量保持率為89.1％，表現(xiàn)出好的恒流充放電穩(wěn)定性；而