CroS
(1-1)
其中,C为电容大小,单位为F。o为真空介电常数,大小为8。85×10–12F/m。d为致密膜的厚度。s为致密膜的表面积。
本文中所有电容的测量均在20%wt己二酸铵溶液中进行。
1。2。1。3 损耗
由于漏电流和金属电阻等因素的存在,致密膜在充放电过程中储存的电能并不能完全转化,而是以热能的形式释放出来,这部分能量即为损耗,常用tgδ表示。损耗值越小,所得致密膜的能量转化效率越高,所制得的电容器性能越好。
1。3PEDOT概述
1。3。1PEDOT简介
PEDOT为聚3,4-乙撑二氧噻吩的简称,最早由德国拜耳公司在上世纪八
十年代最早合成得到。图1-1是PEDOT的化学结构式。
图1-1EDOT与PEDOT的化学结构
实践证明,PEDOT的性质优良,相较于其他的导电聚合物具有高电导率、高透明性、高稳定性等特点而被越来越多的科研工作者所关注。未来将在超级电容器、抗静电涂层等领域具有巨大的应用前景。
但是通过图1-1我们也应该看到,PEDOT主链存在共轭作用,链与链之间π电子体系的相互作用较强[9],使得PEDOT主链的刚性很高。故使得PEDOT的溶解性很低,单体聚合完成后很难生成薄膜,不利于PEDOT的大规模推广利用。直到后来,人们利用聚对苯乙烯磺酸钠(NaPSS)的络合作用改善PEDOT的溶解性,在一定程度上解决了PEDOT难溶的问题。使得PEDOT的大规模利用成为可能。其结构式如图1-2所示。文献综述
图1-2PEDOT/PSS结构式
例如Chen等人[10]为了高效的利用导电聚合物,通过旋转涂覆制得了一种由PEDOT:PSS所组成的复合材料薄膜。最终该薄膜的体积电容为155。71F/cm3,
比通过气相聚合法制得的纯PEDOT薄膜的体积电容(93。66F/cm3)高得多。此薄膜同时也展现出了良好的充放电比率和循环稳定性,在经过5500次循环后依旧保持了92%的性能。
1。3。2PEDOT应用进展
由于PEDOT具有高电导率、高透明性、高稳定性等特点,故其未来将在固体电解电容器、抗静电涂层等领域具有巨大的应用前景。
1。3。2。1 固体电解电容器
目前固体电解电容器主要由导电的Mn02组成,但是Mn02成膜工艺繁复,且电导率较低,因此严重限制了固体电解电容器的应用领域。与此相比,PEDOT材料电导率高且具有良好的稳定性,构成的新型固体电解电容器与传统的相比,具有工艺简单、性能优良、应用范围广、稳定性高等优点,未来应用领域十分广阔。
1。3。2。2 抗静电材料
静电是一种常见的物理现象,特别在工业生产中,无论是静电放电还是静电引力,均会对生产安全产生巨大的安全隐患。所以为了减少由于静电而造成的材料表面的电荷积累,人们正是利用了PEDOT材料良好的导电性能,及时将电荷传导出去,从而实现了材料性能的稳定,也进一步提高了工业生产的安全性。与此同时,与传统抗静电材料相比,PEDOT的透明性好、稳定性高,可以在不影响原有材料性能的条件下,以降低静电现象的影响。