給體-受體型（Donor-Acceptor）共軛高分子作為一類特殊的功能材料具有分子結(jié)構(gòu)單元可調(diào)、帶隙可控等優(yōu)點(diǎn)。該類材料在有機(jī)光電領(lǐng)域如有機(jī)太陽能電池、有機(jī)發(fā)光二極管、電致變色、化學(xué)傳感器等研究方向已取得了顯著的效果，而給體-受體型導(dǎo)電聚合物在儲能方面的應(yīng)用研究還處于起步階段。
北京大學(xué)深圳研究生院新材料學(xué)院孟鴻教授課題組最近設(shè)計合成了基于并噻吩結(jié)構(gòu)的給體-受體型導(dǎo)電聚合物PBOTT-BTD，該材料已成功應(yīng)用于有機(jī)電致變色、有機(jī)薄膜晶體管，且有望用作有機(jī)發(fā)光二極管（OLED）電荷注入層材料。為拓展該電活性聚合物的功能和應(yīng)用，我們現(xiàn)將其應(yīng)用于噴涂法制備的非對稱型超級電容器中并取得了良好的效果。該聚合物材料具有較高的比容量、良好的倍率性能和穩(wěn)定性，與聚（3,4-乙烯二氧噻吩）（PEDOT）配合分別用作超級電容器的正極和負(fù)極，使器件取得了優(yōu)異的能量密度和功率密度。該聚合物材料還具有特殊的儲能和電致變色雙重功能，使得超級電容器的儲能狀態(tài)實(shí)現(xiàn)可視化，充滿電狀態(tài)電極呈藍(lán)色，而完全放電狀態(tài)呈綠色，這一“smart”材料為未來智能柔性儲能器件的發(fā)展提供了新的可能性。PEDOT這一為人所熟知的導(dǎo)電高分子材料作為超級電容器正極材料的研究已屢見不鮮，而本研究另辟蹊徑，將其作為負(fù)極材料與正極的PBOTT-BTD配合，顯著提高了器件的工作電壓和能量密度，這對于發(fā)展新型的非對稱型聚合物超級電容器提供了很好的啟發(fā)和借鑒意義。
圖1 （a）噴涂法制備的柔性電極；（b）電極材料的掃描電鏡照片；（c）電極顏色變化指示充放電狀態(tài)的改變；（d）該聚合物電極材料具有良好的循環(huán)穩(wěn)定性。
該研究成果近期以通訊形式發(fā)表在Advanced Energy Materials(Adv. Energy Mater. 2016, 1601623，影響因子15.23)上，該工作由孟鴻教授指導(dǎo)，由15級碩士生郭怡彤為第一作者，15級碩士生李微碩為第二作者合作完成，是新材料學(xué)院2015級碩士生所發(fā)表的首篇學(xué)術(shù)論文。
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http://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/aenm.201601623/full
