通过引入 CNT 纤维/聚合物电解质夹层实现结构复合材料中的能量存储
应用物理
2018-10-02 v1
摘要
本工作提出了一种制备具备能量存储能力的结构复合材料的方法。该方法通过将 CNT 纤维薄毡与离子液体基聚合物电解质组成的薄夹层结构集成于碳纤维铺层之间，随后注入并固化环氧树脂制成。所得结构同时表现为双电层电容器与结构复合材料，其弯曲模量为 60 GPa，弯曲强度为 153 MPa，比电容为 88 mF/g，且功率密度（30 W/kg）与能量密度（37.5 mWh/kg）为迄今结构超级电容器报道的最高值。四点弯曲过程中的原位电化学测量表明，电化学性能在断裂前得以保持，受压夹层等效串联电阻仅有微小变化。为改善层间性能，我们制备了网格状夹层，使刚性环氧将铺层机械互连。所得分级结构的同步辐射 3D X 射线断层扫描分析确认了层间环氧接头形成。文稿讨论了环氧的封装作用，并通过浸水复合材料（离子液体的有害介质）的充放电测量予以证明。最后，我们展示了无集流体与电绝缘体的不同架构，其中 CNT 纤维与 CF 均充当活性电极。
引用
@article{arxiv.1810.00802,
title = {Energy storage in structural composites by introducing CNT fiber/polymer electrolyte interleaves},
author = {Evgeny Senokos and Yunfu Ou and Juan Jose Torres and Federico Sket and Carlos Gonzalez and Rebeca Marcilla and Juan J. Vilatela},
journal= {arXiv preprint arXiv:1810.00802},
year = {2018}
}