PPy-MoS_(2)多孔网络柔性电极的电化学行为动力学分析

摘要

利用导电聚合物聚吡咯(Polypyrrole,PPy)与二维层状化合物MoS_(2)之间的互助复合被证实是制备多孔网络柔性电极的有效方法,通过调控制备条件可得到具有不同结构参数的自支撑电极。本工作通过深入解析电化学阻抗谱及循环伏安曲线(CV)对PPy-MoS_(2)多孔网络膜电极的电化学行为进行了详细的动力学分析,Trasatti分析方法被用来量化在储能过程中内表面和外表面的相对电荷储存量。结果表明,多孔网络柔性电极的体积比容量因厚度不同导致差异明显,而差异的本质源于不同厚度的柔性电极中储能反应的动力学控制差异。随着柔性电极厚度由5μm逐渐增加至60μm,其中的储能反应由表面控制主导逐渐转换为扩散控制主导,当表面控制与扩散控制同时存在且比例相当时,柔性电极表现出最高的体积比容量68 mA·h/cm^(3)(5 mV/s)。因此,在应用多孔网络自支撑膜为柔性电极材料时,为了获得最佳的储能效率,需全面优化柔性电极的结构参数以促进活性材料与电解质离子之间的相互作用。