錳基三元化合物作無粘結(jié)劑電極的制備與性能研究.pdf

1、浙江理工大學(xué)學(xué)位論文獨創(chuàng)性聲明本人聲明所呈交的學(xué)位論文是本人在導(dǎo)師指導(dǎo)下進行的研究工作及取得的研究成果。除了文中特別加以標(biāo)注和致謝的地方外，論文中不包含其他人已經(jīng)發(fā)表或撰寫過的研究成果，也不包含為獲得浙江理工大學(xué)或其他教育機構(gòu)的學(xué)位或證書而使用過的材料。與我一同工作的同志對本研究所做的任何貢獻均已在論文中作了明確的說明并表示謝意。學(xué)位論文作者簽名：辦蠢知簽?zāi)萌掌冢何鵩f年1月7日浙江理工大學(xué)碩士學(xué)位笙奎堡薹三垂些盒塑堡垂整笙型皇壑箜型魚

2、塑竺墼塹窒——————————————d——————————_—_—————__●_______●_____________l____________——————————————一一一——摘要電化學(xué)電容器作為一種具有高能量密度、可大電流充放電、對環(huán)境友好的儲能元件而備受關(guān)注。電極材料作為儲能元件的核心組成部分，決定了電化學(xué)電容器的性能。近年來，三元及多元化合物電極材料的開發(fā)引起人們的廣泛關(guān)注，它綜合了多種過渡金屬的優(yōu)良性能，具有更高的比

3、電容和良好的循環(huán)壽命。另一方面，電極的制備工藝從粘結(jié)劑型向無粘結(jié)劑型電極轉(zhuǎn)變，讓電化學(xué)活性材料直接生長于集流體表面，具有簡化工藝、提高活性材料利用率的優(yōu)點。本論文采用水熱法，以Mn(CH3COO)24H20、Co(CH3cooh4I120、脲作為原料，在泡沫鎳表面一步沉積得到CoMr也04、MnC0204兩種電極材料，設(shè)計了一種無粘結(jié)劑型電極。利用掃描電鏡(SEM)、X射線衍射儀(XRD)、X射線能譜儀(EDS)，循環(huán)伏安法(CV)、恒

4、電流充放電(CP)和電化學(xué)阻抗譜(ErS)對電極材料進行結(jié)構(gòu)表征和電化學(xué)性能測試。(1)CoMr也04作為尖晶石結(jié)構(gòu)的過渡金屬復(fù)合氧化物，作為電極材料有較大的潛在價值。通過調(diào)控有機添加劑脲的比例、水熱反應(yīng)時間、水熱溫度等因素，得到最佳參數(shù)；甩(Mn)鞏(Co)w(脲)比例為2：1：l，n(Mn)=20mmol，水熱60oC反應(yīng)20h。在泡沫鎳表面沉積了無定形CoMb04納米片，尺寸在200nnl左右。比較無粘結(jié)劑電極與粉末涂敷電極的電化

5、學(xué)性能，無粘結(jié)劑比電容可達62500F91，循環(huán)500次后，比電容保持率為6550％。相同條件下，涂敷電極比電容為25200F91，比電容保持率為6054％。(2)MnC0204作為尖晶石(A8204)的一種，與CoMn204相比，A、B位置發(fā)生替換、兩者價態(tài)改變。以鈷鹽Co(CH3COOh4I120為主體，當(dāng)n(Co)現(xiàn)(Mn)：盯(脲)比例為2：1：l，n(Co)=10mmol，水熱60。C反應(yīng)20h后泡沫鎳表面生長了300nm左右

6、似花瓣狀的MnC0204納米片。通過電化學(xué)測試，無粘結(jié)劑電極與涂敷電極比電容分別為74000Fg1、25166Eg1。循環(huán)500次后，無粘結(jié)劑電極比電容保持率為7100％，而涂敷電極僅為3726％。本論文通過簡單的水熱反應(yīng)制備了具有良好電化學(xué)性能的CoMb04和1VInC0204無粘結(jié)劑型電極。通過性能測試比較，無粘結(jié)劑型電極在活性材料的利用率以及電化學(xué)性能方面要遠高于涂敷電極，在簡化電極制備工藝的同時提高了活性材料的電化學(xué)性能。關(guān)鍵詞