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(yuǎn)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(xué)性能。本文著重研究了制備方法對二氧化錳電化學(xué)特性的影響,并將其作為電極材料應(yīng)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(xué)工作站等儀器對所得二氧化錳電極電化學(xué)性能進行了表征。主要內(nèi)容如下:
　　(1)以三維結(jié)構(gòu)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(jié)構(gòu)二氧化錳薄膜電極。所得薄膜為含水無定形結(jié)構(gòu)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(qū)體,通過水熱反應(yīng)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(shù)還需要進一步改善以提高樣品的電化學(xué)特性。
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