碳纳米管修饰SmVO₄-MoS₂纳米复合材料用于能量储存增强的研究：基于真空辅助树脂传递模塑工艺制备织物碳纤维固态结构超级电容器
Investigating the Effect of Carbon Nanotubes Decorated SmVO <sub>4</sub> ‐MoS <sub>2</sub> Nanocomposite for Energy Storage Enhancement via VARTM‐Fabricated Solid‐State Structural Supercapacitors Using Woven Carbon Fiber
摘要整理
传统超级电容器体积庞大且需要独立外壳，增加了系统重量并降低了空间利用效率。相比之下，结构超级电容器将能量储存与承载材料相结合，在汽车和航空航天应用中具有优化空间和重量的优势。本研究重点调查了SmVO₄-MoS₂和SmVO₄-MoS₂-CNT纳米复合材料的合成，通过优化碳纳米管（CNT）在SmVO₄-MoS₂-CNT中的浓度以实现高性能超级电容器。确定了最优的SmVO₄-MoS₂-CNT浓度，并采用真空辅助树脂传递模塑（VARTM）技术制备结构超级电容器器件。三电极体系测试结果表明，Sm-Mo-C5样品在电流密度2.187 mA cm⁻²条件下的比电容达到1.01 F cm⁻²。性能提升源于SmVO₄、MoS₂和CNT之间的协同作用，共同增强了导电性和活性位点可用性。通过在织物碳纤维（WCF）上合成Sm-Mo-C5，并采用VARTM工艺制备结构超级电容器器件（SSD），验证了该研究的实际应用价值。VARTM制备的SSD在电流密度2 A cm⁻²下的比电容为0.287 F cm⁻²，表现出优异的循环稳定性，经过50000次充放电循环后仍保持72.5%的初始电容。此外，该器件在功率密度1017.69 W kg⁻¹条件下实现了最大能量密度79.86 Wh kg⁻¹。