MnO2的制備及作為超級電容器電極材料的研究.pdf

1、超級電容器是一種新型的儲能器件，是新能源領域的研究熱點，但超級電容器有著較低的能量密度，因此增大超級電容器的能量密度是研究者們努力的方向。二氧化錳（MnO2）和氧化釕的性質相似，雖然它的比電容相對偏低，導電性差，但它在自然界中資源豐富、價格低廉、環(huán)境友好、理論容量高、具有較寬的電化學窗口。因此，廣泛應用于超級電容器電極材料。
　　本論文通過水熱法制備二氧化錳電極材料，優(yōu)化實驗條件，并通過摻雜碳納米管提高二氧化錳的比容量。另外通過水

2、熱法制備硅藻土載二氧化錳電極材料。本文采用SEM、XRD等表征方法，并用電化學性能測試手段如循環(huán)伏安、恒流充放電和交流阻抗來對材料進行電化學性能的評估，具體的研究內(nèi)容如下：
　?。?）水熱反應的溫度和時間對 MnO2的結構形貌和電化學性能均有影響。以硫酸錳和高錳酸鉀為原料，分別控制反應時間和反應溫度制備出不同的二氧化錳電極材料，并對不同的反應溫度和反應時間下二氧化錳電極材料進行表面形貌和電化學性能測試。得出在反應時間10 h，溫度

3、為140℃時得到的二氧化錳電極材料的表面形貌及電化學性能最好，放電比容量為241.03 F/g。
　　（2）MnO2中摻雜碳納米管的比例對其電化學性能有很大的影響。本文制備了MnO2中含碳納米管5％、10%、20%、40%和60%的復合電極。隨著碳納米管含量的增加，MnO2碳納米管電極的比電容先增大后減小，在碳納米管含量為20％時，復合電極的比電容達到最大352.15 F/g。得到的復合材料的比電容比最佳條件下制備的純相MnO2的

4、比電容提高了46%。
　?。?）以硫酸錳和高錳酸鉀為原料，制備過程中加入硅藻土，分別控制反應溫度和硅藻土的添加量制備出硅藻土載二氧化錳電極材料，并對不同的反應溫度和不同添加量下硅藻土載二氧化錳電極材料進行表面形貌和電化學性能測試。在溫度為140℃得到的電極材料電化學性能最好，改變硅藻土的摻雜量，隨硅藻土含量的增加，硅藻土載二氧化錳電極材料的比電容先增大后減小，在硅藻土含量為120 mg時，復合電極的比電容達到最大328.56 F/