南航朱孔军/王婧/申来法AEM：低温稳定高倍率聚吡咯/氧化钒碳纤维结构超级电容器及其优异力-电协同性能

背景：随着无人机等轻量化装备的发展，对兼具高能量密度和结构一体化的储能器件需求日益迫切。碳纤维结构超级电容器（CF-SSCs）因其结构-功能一体化特性受到关注，但面临碳纤维电化学性能有限、过渡金属氧化物导电性差及低温环境适应性不足等挑战。研究目的：该研究旨在通过低温原位氧化聚合方法，在H2V3O8纳米棒表面构建均匀的聚吡咯（PPy）导电涂层，制备H2V3O8@PPy复合电极，并组装成碳纤维结构超级电容器（H2V3O8@PPy@CF-SSC），以提升器件的电化学性能、低温适应性和力学性能。结论：所制备的器件实现了1082.4 mF g⁻¹的高比电容和573.6 mWh kg⁻¹的高能量密度，在-10°C低温下仍保持42.1%的电容，并具备126.5 MPa的拉伸强度和6.92 GPa的拉伸模量，展现出优异的力学-电化学协同性能和低温可操作性。DFT计算揭示了PPy涂层在促进电荷传输、增强赝电容贡献和稳定结构方面的关键作用。该研究为开发高倍率、低温适应的结构储能器件提供了有效策略。