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α–α Coupling-Dominated PPy Film with a Well-Conjugated Structure for Superlong Cycle Life Supercapacitors

材料科学 聚吡咯 超级电容器 电容 联轴节(管道) 电极 电化学 化学物理 共轭体系 兴奋剂 化学工程 压力(语言学) 导电聚合物 聚合物 聚合 纳米技术 光电子学 复合材料 物理化学 哲学 化学 语言学 工程类 物理
作者
Jianhua Hong,Ziyang Dong,X.T. Chen,Wen Chen,De Li,Feng Yu,Yong Chen
出处
期刊:ACS Applied Materials & Interfaces [American Chemical Society]
卷期号:16 (6): 7806-7818 被引量:9
标识
DOI:10.1021/acsami.3c17515
摘要

As the electrode of a supercapacitor, polypyrrole (PPy) inevitably suffers from structural rupture during repeated doping/dedoping processes and releases low practical capacitance due to the large amount of aggregation or cross-linking in PPy chains. The coupling mode (α–α, α–β, or β–β coupling) of pyrroles is critical to the conjugated structure, the conductivity, and cycling stability of PPy. Here, we prepared an α–α coupling-dominated PPy film via simple frozen interfacial polymerization. The PPy film with a nanostructure exposes more electrochemical active sites for the electrode, which can enhance the practical capacitance. The high proportion of the α–α coupling mode results in a high degree of large π-conjugation and a planar structure that can effectively improve the reversible ion transport efficiency and promote uniform stress distribution during the charge and discharge process. The assembled symmetric water-based supercapacitor delivers a high specific capacitance of 267.1 F g–1 at 1 A g–1 and 266.7 F g–1 at 5 A g–1 and exhibits an outstanding cycling performance of above 200 F g–1 even after 60,000 cycles.
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