芳纶纳米纤维/石墨烯/碳纳米管复合结构储能电极

摘要整理

多功能储能器件能够通过同时耗散能量和承受载荷，在电动汽车和无人机等交通工具中作为结构元件，从而避免电池的灾难性失效。石墨烯对于多功能储能器件具有特别的吸引力。石墨烯纸已表现出高刚度（41.8 GPa），而基于石墨烯的超级电容器则显示出高容量（205 F/g）。然而，多功能材料中的力学-电化学耦合机制在很大程度上仍未被充分探索。本文报道了一种通过真空辅助自组装技术制备的多功能复合电极，该电极由石墨烯、芳纶纳米纤维（ANF）和碳纳米管（CNT）组成。碳纳米管用于防止石墨烯团聚并提高面外电导率。芳纶纳米纤维是由凯夫拉尔纤维制备的纳米级结构单元，凯夫拉尔纤维以其极高的刚度和强度而闻名。我们推测芳纶纳米纤维能够增强复合材料并改善其力学性能。通过改变复合材料中碳纳米管和芳纶纳米纤维的含量，研究了它们各自的影响。电化学性能通过循环伏安法和恒电流充放电进行评估，而力学性能则通过拉伸试验进行评估。最后，讨论了力学-电化学耦合测试的未来计划。

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