電化學電容器電極材料氧化錳及其復合材料的制備與性能研究.pdf

1、超級電容器又稱為電化學電容器，作為新型的儲能器件其具有較多的優(yōu)點:能夠快速的充放電，較高的功率密度和良好的循環(huán)穩(wěn)定性等。電化學電容器按儲能機理可分為碳基電極材料的雙電層電容器和具有氧化還原反應電極材料的贗電容兩類。決定電化學電容器性能的關鍵因素之一是電極材料的使用，碳基材料具有較好的導電性和循環(huán)穩(wěn)定性，但其能量密度較低;贗電容電極材料的研究主要集中在具有商業(yè)應用的過渡金屬氧化物上，其具有較高的理論比電容，然而單一的過渡金屬氧化物導電性較

2、差。為了改善這些不足，本論文利用水熱法和電化學沉積的方法合成了MnO2/C復合材料以及導電性良好的具有新穎三維結(jié)構(gòu)的錳基混合過渡金屬氧化物材料（MTMOs），利用協(xié)同作用促進材料的電化學性能。論文中的主要內(nèi)容概括如下:
　　1、采用廉價易得的三聚氰胺為原材料合成三聚氰胺甲醛樹脂球，氮氣氣氛下對其進行碳化得到富氮的碳納米小球。
　　2、在簡單有效的水熱反應中，利用碳納米球還原KMnO4得到MnO2/C復合材料，并通過調(diào)節(jié)反應條

3、件得到最佳性能的納米棒狀MnO2/碳球復合材料。以1molL-1NaSO4為電解液，0.1Ag-1電流密度下其比電容值為305.6F g-1，并且該復合材料具有較好的循環(huán)穩(wěn)定性，1000次循環(huán)測試后其性能仍保持88.04％。
　　3、在水熱反應的基礎上合成出納米管狀的MnCo2O45電極材料，然后通過電化學沉積的方法在泡沫鎳片上得到新穎三維結(jié)構(gòu)的MnCo2O4.5@MnCo2O4.5電極材料。并通過改變電沉積時間，探討了20圈，5

4、0圈和80圈沉積條件下的電極材料的電化學性能。發(fā)現(xiàn)在沉積50圈時材料性能最佳，1A g-1的電流密度下比電容達到1580F g-1，遠高于水熱條件下得到的MnCo2O4.5和沉積20圈、80圈條件下電極材料的性能。此外，沉積50圈的材料也表現(xiàn)出較好的倍率性能，當電流密度增大10倍時，其比電容仍保持初始值的52.2％。通過2000次的循環(huán)穩(wěn)定性測試，發(fā)現(xiàn)三維結(jié)構(gòu)的MnCo2O4.5@MnCo2O4.5-50電極材料仍能保持初始比電容的98