氧化錳基納米復合電極材料的制備及其電容特性研究.pdf

1、隨著人們生活水平的提高，人們對能源的需求也越來越大，不可再生資源日益枯竭，必然會爆發(fā)能源危機，新能源的開發(fā)和利用是解決能源危機的有效途徑。新能源的開發(fā)與利用明顯離不開能量的存儲，作為高效環(huán)保的儲能元件，超級電容器成為近年來研究的熱點。
　　超級電容器是兼具高比容量和比功率的高效儲能元件，電極材料的優(yōu)劣直接影響到超級電容器的性能。開發(fā)性能優(yōu)良、環(huán)保價廉的電極材料是超級電容器發(fā)展的方向，當前超級電容器電極材料還存在生產(chǎn)成本高，性能較差

2、的弊端。針對這一點，本文采用微波水熱法，研究了納米氧化錳和納米氧化錳復合電極材料的制備，并對樣品進行表征和電容特性的測試。
　　采用微波水熱法，以KMnO4為原料，制備了多種形貌（花球狀、空心管、棒狀）的納米MnO2。氧化錳首先生長成由薄片聚集成的花球狀δ-MnO2，隨著時間推移，薄片卷曲成空管狀并從大顆粒中脫落，然后繼續(xù)在空管內部結晶，生長成實心方棒狀的一維α-MnO2。通過將MnO2粉體和作為粘結劑的PEG4000以及作為導電

3、劑的碳粉混合后涂敷在泡沫鎳集流體上制備成電極，并進行電容特性測試。結果表明:125℃下保溫1h制備的包含花球狀和一維管狀形貌的樣品在5mWs的掃描速率下比電容最大為199.65F/g。但是隨著掃描速率的增大，比電容衰減較快，掃描速率增大到50mV/s時，比電容只保留原來的16％。而125℃下保溫2h制備的一維管狀的樣品在掃描速率為5mV/s下比電容為163.99 F/g，掃描速率增大到50mV/s，比電容仍能保持原來的45％。
　

4、　通過微波水熱法制備了活性碳纖維布負載納米氧化錳的復合電極材料，通過改變反應溫度和保溫時間以及KMnO4濃度，合成出具有不同形貌的的復合材料并對其進行電容測試。結果表明，0.005mol/L KMnO4與ACFC在70℃下保溫1h制備的復合材料為類似草坪的δ-MnO2生長在碳纖維表面，厚度為100～200nm，δ-MnO2呈草葉狀，葉片厚10nm左右，負載量為2.85mg/cm2。在1mol/L的Na2SO4水溶液中，電勢窗口為-0.4

5、～1.5V(vs SCE)，掃描速率為5mV/s下，當反應溫度為70℃，反應時間為0.25h，高錳酸鉀濃度為0.01 mol/L，加入2片大小為3cm×3cm的活性碳纖維布時，復合電極的比電容最大，為57.08 F/g，且電極內阻較小。
　　通過微波輻照，利用尿素的還原性，還原氧化石墨烯，添加0.90g尿素在95℃保溫150min可以將15ml濃度為0.25mg/ml氧化石墨烯(GO)完全還原為透明度較高、完整性較好的石墨烯。通過