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Thread electrodes with polypyrrole nanowires for solid state supercapacitors

聚吡咯 超级电容器 线程(计算) 固态 纳米技术 材料科学 电极 纳米线 聚合物 化学 电容 工程物理 复合材料 工程类 聚合 机械工程 物理化学
作者
Bo Wang,Qiongzhen Liu,Sun Deng-ming,Meiya Liu,Ying Lü,Xue Liu,Liyan Yang,Yuedan Wang,Mufang Li,Dong Wang
出处
期刊:Journal of Alloys and Compounds [Elsevier BV]
卷期号:982: 173686-173686 被引量:3
标识
DOI:10.1016/j.jallcom.2024.173686
摘要

Supercapacitor with favorable power density and short charging time has attracted tremendous attention. However, its energy-storing capability is still far less than the battery's. Pseudocapacitive materials such as polypyrrole exhibit great potential in the high-capacitance devices. Here, pyrrole was in-situ polymerized on the hollow polyurethane thread (PPy/HPU), then the PPy/HPU acted as working electrode for the electrochemical polymerization of pyrrole to construct PPy nanowires on its outer surface (EPPy-PPy/HPU thread). EPPy-PPy/HPU electrode with abundant PPy nanowires exhibits higher slope value of ΔJ/2 vs. scan rates (1.43 mF cm−1) than the PPy/HPU's one (0.327 mF cm−1), indicating its larger active area for electrochemical reaction. Thus, EPPy-PPy/HPU performs a superior capacitance (475.9–221.3 mF cm−2 at 0.25–1.00 mA cm−2) than the PPy/HPU (249.1–92.5 mF cm−2). Two EPPy-PPy/HPU electrodes were penetrated by PVA/H2SO4 gel electrolyte to assemble a solid-state supercapacitor (SSC), which presents a dominant diffusion-controlled capacitance, good rate capability (only falling from 36.25 to 29.5 mF cm−1) and stable energy density (0.915–1.286 μWh cm−1). This fiber-shaped SSC has great potential in the application of wearable energy storage devices.
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