基于界面相互作用构建纳米纤维素-羧基化碳纳米管-石墨/聚吡咯柔性电极复合材料

以纳米纤维素(CNF)、羧基化碳纳米管(CNTs—COOH)、铅笔石墨(PGr)、聚吡咯(PPy)为原料，通过真空抽滤、涂覆、氧化聚合等方法，同时基于氢键界面相互作用的原理，制备出具有石墨层结构的CNF-CNTs—COOH-PGr/PPy柔性电极复合材料。结果表明，CNF-CNTs—COOH-PGr/PPy柔性电极复合材料在平直、折叠和拉伸时不会断裂，展现出较强的力学性能，其拉伸强度达到28.90 MPa。亲水性CNF与CNTs—COOH构筑的多孔结构增强了离子和电子的扩散路径。PGr的加入有效增加了CNF-CNTs—COOH-PGr/PPy柔性电极复合材料的导电路径，赋予其优良的导电性能。氧化聚合后得到的CNF-CNTs—COOH-PGr/PPy柔性电极复合材料的电导率达到5.403 S·cm−1。在1 mol·L−1 H2SO4溶液中，0.5 A·g−1电流密度下，CNF-CNTs—COOH-PGr/PPy柔性电极复合材料具有521 F·g−1的高比电容量，且经过1 500次充放电循环后，其电容保持率高达68%。基于柔性电极优良的力学性能、电化学性能和导电性能，CNF-CNTs—COOH-PGr/PPy柔性电极复合材料具备成为柔性储能器件电极材料的基本特性。