超級電容器用MnO2電極材料的合成及性能研究.pdf

1、超級電容器是一種有著遠大發(fā)展前景的儲能裝置,其具有優(yōu)良的功率密度、充放電循環(huán)壽命和能量密度。超級電容器的性能極大程度上取決于電極材料的性能。二氧化錳作為良好的電極材料,具有資源廣、價格低、環(huán)境友好等特點,并且它在中性電解液中有著良好的電化學性能。本文著重研究了制備方法對二氧化錳電化學特性的影響,并將其作為電極材料應用于超級電容器。利用 X射線衍射(XRD)、掃描電鏡(SEM)、透射電鏡(TEM)、熱分析(TG-DSC)、紅外光譜分析(I

2、R)等對樣品進行物理表征,利用電化學工作站等儀器對所得二氧化錳電極電化學性能進行了表征。主要內容如下:
　　(1)以三維結構的泡沫鎳為基體,用水熱沉積法和常溫水浴沉積法分別在其表面制備了高性能三維結構二氧化錳薄膜電極。所得薄膜為含水無定形結構并具有理想的電容特性、倍率性能和良好的循環(huán)壽命,最大單位容量分別達到了241 F·g-1及500.5 F·g-1。
　　(2)分別采用溶膠凝膠法和微乳法制備了水鈉錳礦型二氧化錳。所得樣品

3、的最大比容量分別為245 F·g-1及251 F·g-1。其倍率性及循環(huán)性良好。
　　(3)采用兩步合成法以水鈉錳礦型二氧化錳為前驅體,通過水熱反應制得晶型良好的纖維狀鋇鎂錳礦型二氧化錳(Todorokite)樣品。通過測試可知所得樣品最大電容量為115 F·g-1,具有良好的倍率性能和循環(huán)性能。雖然樣品測試后得到了一些較好的性能,但是還存在一些不足,如比電容量較低。實驗參數還需要進一步改善以提高樣品的電化學特性。
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