摘要
超级电容器作为一种新型储能装置,具有功率密度高、充放电速度快、循环寿命长等优点,在混合动力汽车、便携式电子设备、能量回收等领域具有广泛的应用前景。
纤维素纳米纤维是一种来源丰富、可生物降解、力学性能优异的天然纳米材料,碳材料则具有良好的导电性和电化学稳定性,两者复合制备超级电容器电极材料具有良好的协同效应。
本文综述了纤维素纳米纤维/碳材料基超级电容器的研究进展,重点介绍了不同类型碳材料(如碳纳米管、石墨烯、活性炭等)与纤维素纳米纤维的复合方法、结构特点、电化学性能及其影响因素,并展望了纤维素纳米纤维/碳材料基超级电容器的未来发展方向。
关键词:纤维素纳米纤维;碳材料;超级电容器;复合材料;电化学性能
1.1超级电容器超级电容器,也称为电化学双电层电容器(EDLCs)或超级电容,是一种电化学储能装置,通过在电极和电解质界面积累离子来存储能量。
与传统的电容器、电池和燃料电池相比,超级电容器具有更高的功率密度、更快的充放电速率、更长的循环寿命以及更宽的工作温度范围。
1.2纤维素纳米纤维纤维素纳米纤维是从植物纤维中提取的一种天然纳米材料,具有高纵横比、高强度、高比表面积、良好的生物相容性和可降解性等优点。
纤维素纳米纤维可以作为增强材料、模板或基底材料用于制备各种功能材料,包括超级电容器电极材料。
1.3碳材料碳材料是一类重要的超级电容器电极材料,其种类繁多,包括碳纳米管、石墨烯、活性炭、碳纤维等。
碳材料具有良好的导电性、电化学稳定性和机械强度,可以通过各种方法进行改性以提高其电化学性能。
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