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Important factors for effective use of carbon nanotube matrices in electrochemical capacitor hybrid electrodes without binding additives

机译：无结合添加剂的电化学电容器混合电极中有效使用碳纳米管基质的重要因素

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Various capacitive particles are currently available for use in electrochemical capacitors, but their electrical conductivities are typically low and require enhancement. Carbon nanotube (CNT) matrices can be used to fabricate self-supporting electrodes without binding or conducting additives. Herein, liquid dispersion and subsequent vacuum filtration were used to prepare thick (～100 μm) hybrid electrodes of activated carbon (AC) and CNTs. Factors including CNT type, AC particle size, solvent, and surfactant strongly affected the capacitance and rate performance of the hybrid electrodes. Different solvents and types of CNTs were best suited for pure CNT electrodes and AC–CNT hybrid electrodes; single-wall CNTs (SWCNTs) with a strong dispersant produced CNT electrodes with the best performance among pure CNT electrodes. Meanwhile, few-wall CNTs (FWCNTs) with a weak dispersant produced AC–CNT hybrid electrodes with the best performance among hybrid electrodes. Addition of 10 wt% FWCNTs to AC yielded a self-supporting hybrid electrode with improved performance (132 F g ~(?1) , 58 F cm ~(?3) , 0.70 F cm ~(?2) at 100 mV s ~(?1) ) compared with that of a conventional AC electrode with conducting and binding additives (74 F g ~(?1) , 26 F cm ~(?3) , 0.60 F cm ~(?2) at 100 mV s ~(?1) ), and a pure electrode of expensive SWCNTs (52 F g ~(?1) , 26 F cm ~(?3) , 0.26 F cm ~(?2) at 100 mV s ~(?1) ).
机译：各种电容颗粒目前可用于电化学电容器，但它们的电导率通​​常是低并且需要增强。碳纳米管（CNT）基质可用于制造不结合或导电添加剂的自支撑电极。这里，使用液体分散和随后的真空过滤来制备活性炭（AC）和CNT的厚（〜100μm）杂化电极。包括CNT型，交流粒径，溶剂和表面活性剂在内的因素强烈影响混合电极的电容和速率性能。不同的溶剂和类型的CNT最适合纯CNT电极和AC-CNT混合电极;具有强大分散剂的单壁CNT（SWCNT）产生具有最佳性能的CNT电极，在纯CNT电极中具有最佳性能。同时，具有薄弱分散剂的少壁CNT（FWCNT）产生了具有最佳性能在混合电极中的AC-CNT混合电极。加入10wt％fwcnts至交流产生自支撑性混合电极，具有改善的性能（132 f g〜（α1），58 f cm〜（Δ3），0.70 f cm〜（Δ2），在100 mv s〜 （？1））与传统的AC电极的导电和结合添加剂（74f g〜），26 f cm〜（α3），0.60 f cm〜（Δ2），在100 mv s〜 （？1））和昂贵的SWCNT的纯电极（52 f g〜（α1），26f cm〜（α3），0.26 f cm〜（Δ2），在100 mv s〜（？1）） 。

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