DOI: 10.1016/j.polymer.2022.124945

本文研究了超级电容器用聚酰亚胺（PI）基多孔纳米纤维隔膜的制备与表征。通过静电纺丝可溶性PI和聚乙烯吡咯烷酮（PVP），然后在超声辅助振动下进行溶液诱导相分离，制备了PI基多孔纳米纤维。利用扫描电子显微镜、孔结构和比表面积分析研究了PI基隔膜的形貌和结构。在离子液体电解质中通过交流阻抗法、循环伏安法和恒流充放电试验对其电化学性能进行了表征。结果表明，由PI:PVP质量比=1:1的电纺纤维衍生的PI纳米纤维显示出高比表面积（212.4m2/g）、宽稳定性电化学窗口（0.0-4.55V）和高电解质吸收率（430wt％）。

图1.光学显微镜图像，DMF中的聚合物溶液，PI:PVP=（a）1:0，（b）2:1，（c）1:1，（d）1:2，（e）0:1；PI:PVP干膜=（A）1:0，（B）2:1，（C）1:1，（D）1:2，（E）0:1。

图2.由PI:PVP=（a）和（A）1:0，（b）和（B）2:1，（c）和（C）1:1，（d）和（D）1:2，（e）和（E）1:3衍生的电纺纤维和多孔纳米纤维的SEM图像。

图3.（I）由PI:PVP=（a）1:0，（b）2:1，（c）1:1，（d）1:2，（e）1:3衍生的PI纳米纤维的FTIR光谱。（II1）氮气吸附/解吸等温线和（II2）孔径分布，（a）由PI:PVP=1:1衍生的PI电纺纤维，（b）多孔PI纳米纤维。（IIIa）PI，（IIIb）PVP分子结构。

图4.（I）由PI:PVP=（Ia）1:0，（Ib）2:1，（Ic）1:1，（Id）1:2，（Ie）1:3衍生的PI纳米纤维的接触角图像，（II）由PI:PVP=（a）1:0，（b）2:1，（c）1:1，（d）1:2，（e）1:3衍生的PI纳米纤维的离子液体吸收。

图5.（I）由PI:PVP=（a）1:0，（b）2:1，（c）1:1，（d）1:2，（e）1:3衍生的多孔PI纳米纤维的电化学窗口。（II1）对PI:PVP=（a）1:0，（b）2:1，（c）1:1，（d）1:2，（e）1:3衍生的PI多孔纳米纤维进行离子电导分析得出的交流阻抗谱，（II2）奈奎斯特图。（III）PI基纳米纤维的充放电测试，PI:PVP=（a）1:0，（b）2:1，（c）1:1，（d）1:2，（e）1:3。（IV）PI基纳米纤维的循环伏安图，PI:PVP=（a）1:0，（b）2:1，（c）1:1，（d）1:2，（e）1:3。（V）PI基纳米纤维的循环伏安图，PI:PVP=1:1。

图6.PI多孔纳米纤维在不同扫描速率下的循环伏安曲线。（a）0.02V/s，（b）0.01V/s，（c）0.005V/s，（d）0.0025V/s。

图7.由PI:PVP=（a）1:0，（b）2:1，（c）1:1，（d）1:2，（e）1:3衍生的PI多孔纳米纤维的充放电曲线，（f）不同电流密度下PI多孔纳米纤维的Ragone图。