第十四届全国表面工程大会

134 / 2022-09-17 20:55:00

静电驱动3D打印碳/镍复合电极构建及其超级电容储能基础

静电驱动3D打印，碳镍结构，可控孔隙率，超级电容储能

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微纳3D打印技术逐渐成为微细三维结构制备的新途径。静电驱动3D打印使用电场力驱动溶液/熔融材料喷射，具有制造精度高、适用材料广等优势。本文利用静电驱动3D打印技术构建了微米级碳/镍（C-Ni）复合电极，并研究了作为超级电容电极的电化学储能性能。使用聚丙烯腈（PAN）和硝酸镍(Ni(NO₃)₂)作为打印材料，制备了PAN-Ni(NO₃)₂复合结构，并将其碳化为C-Ni电极。所制造的C-Ni电极精度为9.2±2.1μm。通过调整EHD打印参数，可以便捷地调控C-Ni电极的孔隙率。电化学测试结果表明，C-Ni网格电极的面积比电容是旋涂电极的2.3倍，质量比电容是涂旋电极的1.7倍。该工艺为制造碳基导电结构提供了可行途径，有望在微型储能器件及柔性电子等领域获得广泛应用。