聚苯胺-石墨烯/聚酰亚胺复合导电纱的制备及其超电容特性

为了提高石墨烯/聚酰亚胺（rGO/PI）复合纱线电极的电化学性能，采用电化学聚合法在rGO/PI复合纱线表面沉积聚苯胺（PANI）颗粒，研究了沉积时间对PANI-rGO/PI复合导电纱的形貌及增重的影响。结果表明，PANI在rGO/PI复合纱线表面均匀沉积，且沉积量随着沉积时间的增加而增大。采用循环伏安法（CV）、恒流充放电法（GCD）研究了PANI-rGO/PI复合导电纱线的电化学行为。结果表明，PANI沉积时间对纱线电极的循环伏安特性、恒流充放电曲线等有很大的影响，当PANI沉积时间为900 s时，所得PANI-rGO/PI复合纱线电极的循环伏安特性和恒流充放电性能表现均最优，比电容为81.22 Fcm-3，而rGO/PI纱线电极仅为16.4 Fcm-3。以最优工艺制得的PANI-rGO/PI复合导电纱作为电极组装了纤维状超级电容器，采用交流阻抗谱法（EIS）、CV及GCD对器件进行电化学性能表征。结果表明，该器件体积比电容可达41.73 Fcm-3，在充放电3 000次后比电容依然能够维持在85%左右，所得纤维状超级电容器经过串联可成功驱动LED灯。