MnO2-多孔碳復(fù)合材料作為超級(jí)電容電極的研究.pdf

1、超級(jí)電容器（也稱電化學(xué)超級(jí)電容器）具有比能量大、比功率高等特點(diǎn)，在航空、航天以及電動(dòng)汽車的動(dòng)力能源方面有廣泛的應(yīng)用前景。國(guó)家863計(jì)劃已將超級(jí)電容器的研發(fā)作為一項(xiàng)重點(diǎn)項(xiàng)目列入發(fā)展規(guī)劃。超級(jí)電容器通常由三個(gè)部分組成，即集電極、極化電極和電解液，其中極化電極的性能優(yōu)劣最為關(guān)鍵。用于極化電極的材料主要有三類，分別為碳素材料、金屬氧化物和導(dǎo)電聚合物。單一材料作為超級(jí)電容器極化電極存在比電容衰減，循環(huán)特性較差等問(wèn)題，難以滿足設(shè)備對(duì)超級(jí)電容器高能量

2、、高功率密度和長(zhǎng)壽命需求，所以尋求適用于超級(jí)電容器極化電極的復(fù)合材料研究已經(jīng)是勢(shì)在必行。
　　本文通過(guò)不同方法制備出氧化錳，對(duì)比尋找出最適宜作為超級(jí)電容器電極材料的氧化錳。隨后將選擇的氧化錳分別與活性炭、納米碳管、石墨烯以及針狀焦復(fù)合，比較其復(fù)合電極的電化學(xué)性能。確定最優(yōu)的復(fù)合電極原材料后，進(jìn)一步研究了氧化錳摻雜比對(duì)其復(fù)合電極性能的影響。結(jié)果表明:
　　(1) sol-gel法制得的氧化錳主要包含Mn3O4與α-Mn2O3兩

3、種晶型，而液相共沉淀法、低溫固相法以及水熱法制得的氧化錳均為無(wú)定型氧化錳。
　　(2)液相共沉淀法制得的氧化錳，電容量最大，為48.02 F·g-1，且循環(huán)特性較好，水熱法和低溫固相法電容量稍小，而sol-gel制得的氧化錳比容量最小，循環(huán)性較差。
　　(3)氧化錳與石墨烯復(fù)合電極電容量很低，為18.39 F·g-1，循環(huán)特性差。與碳納米管復(fù)合電極循環(huán)特性較好，但是比容量不好。與活性炭復(fù)合電極電容量較高，但是循環(huán)性較差。與針