电沉积二氧化锰成核机理及其充放电性能
《锂离子电池MnO2及其复合物负极材料的制备与电化学性能研究》范文
《锂离子电池MnO2及其复合物负极材料的制备与电化学性能研究》篇一锂离子电池中MnO2及其复合物负极材料的制备与电化学性能研究一、引言随着现代科技的不断进步，人们对电池的性能需求也日益提升。
锂离子电池作为一种高效的储能设备，其负极材料的研究与开发尤为重要。
在众多负极材料中，MnO2及其复合物因其高能量密度、低成本和环境友好性等特点，受到广大研究者的关注。
本文将针对锂离子电池中MnO2及其复合物负极材料的制备工艺及其电化学性能进行详细的研究。
二、MnO2及其复合物负极材料的制备1. 材料选择与预处理首先，选择纯度较高的MnO2原料，并进行预处理，如干燥、粉碎等，以便后续的制备过程。
2. 制备方法（1）纯MnO2的制备：采用溶胶凝胶法或化学沉淀法，通过控制反应条件，制备出纯度较高的MnO2。
（2）MnO2复合物的制备：通过物理或化学方法，将MnO2与导电剂、粘结剂等材料进行复合，形成复合物。
其中，常用的导电剂有碳黑、石墨等，粘结剂可以选择聚四氟乙烯等。
三、电化学性能研究1. 电池的组装将制备好的负极材料与锂片配对，组装成CR2032型扣式电池，用于电化学性能测试。
2. 测试方法（1）循环伏安测试：通过循环伏安法测试电池的充放电过程，分析材料的氧化还原反应及可逆性。
（2）充放电测试：在一定的电流密度下，对电池进行充放电测试，分析材料的比容量、能量密度等性能指标。
（3）交流阻抗测试：通过交流阻抗法测试电池的内阻及界面性质。
四、实验结果与讨论1. 实验结果（1）通过制备工艺的优化，成功制备出纯度较高、结构稳定的MnO2及其复合物负极材料。
（2）电化学性能测试表明，MnO2及其复合物负极材料具有较高的比容量和良好的循环稳定性。
其中，复合物负极材料由于导电剂的加入，其电导率得到显著提高。
2. 讨论（1）纯MnO2的电化学性能受其晶体结构、粒径大小等因素的影响。
在充放电过程中，MnO2的氧化还原反应可能导致其结构发生变化，影响其循环稳定性。
用于超级电容器的二氧化锰电极材料的制备及电化学特性研究
用于超级电容器的二氧化锰电极材料的制备及电化学特性研究一、引言超级电容器是一种新型的储能装置，具有高能量密度、高功率密度、长寿命和快速充放电等优点。
二氧化锰作为一种重要的超级电容器电极材料，因其廉价、丰富和良好的电化学性能而备受关注。
本文旨在探讨二氧化锰电极材料的制备方法及其电化学性能，并对其进行研究。
二、二氧化锰电极材料的制备1.化学沉积法化学沉积法是制备二氧化锰电极材料最常用的方法之一、其主要步骤包括：将锰离子和葡萄糖或其他还原剂混合溶解在溶液中，加入沉淀剂将沉淀沉淀下来，并通过过滤和洗涤来获得二氧化锰颗粒。
2.水热法水热法是制备二氧化锰电极材料的另一种方法。
其步骤主要包括：将锰盐和氢氧化物溶解在水中，然后将混合溶液转移到加热反应釜中，在一定的温度和压力下反应一段时间，通过过滤和洗涤来获得二氧化锰颗粒。
三、二氧化锰电极材料的电化学性能研究1.循环伏安曲线通过循环伏安曲线可以研究二氧化锰电极材料的电容性能。
在一定的电势范围内，通过改变电势的扫描方向和扫描速度，可以得到电势和电流的关系曲线。
通过计算曲线下面积，可以得到电极的电容性能。
2.电化学阻抗谱通过电化学阻抗谱可以研究二氧化锰电极材料的电导率和电荷传递性能。
通过施加交流电压，并测量电极上的交流电流和电压，可以得到电极材料的阻抗谱。
通过分析谱图的特征信息，可以了解电荷传递的过程和电解质在电极表面的吸附情况。
3.循环寿命测试通过进行循环寿命测试，可以研究二氧化锰电极材料的稳定性和长寿命性能。
通过重复充放电循环，观察电极材料的容量衰减情况，可以评估电极材料在实际使用过程中的稳定性。
四、结论通过制备和电化学性能研究，可以得出二氧化锰电极材料具有高电容性能、良好的电导率和电荷传递性能，以及较好的稳定性和长寿命性能的结论。
这些研究成果对超级电容器的开发和应用具有重要意义。
二氧化锰-聚合物复合材料的循环伏安法制备及性能研究(硕士论文)
河北师范大学硕士学位论文二氧化锰-聚合物复合材料的循环伏安法制备及性能研究姓名：程富民申请学位级别：硕士专业：物理化学指导教师：丁克强20100406摘 要 作为一种重要的电极材料，MnO2由于具有价格低廉、比表面积大、来源广泛、对环境友好、电化学性能稳定、理论比电容高和可逆性高等优点，已广泛应用于中性锌锰干电池作去极化剂及一次、二次碱锰和锂锰电池中。
但是由于天然二氧化锰(natural manganese dioxide, NMD） 矿的电化学活性较差，而且近几年来二氧化锰矿产巨大的开采量导致其资源日益枯竭，化学电源工作者就更加注重对二氧化锰电极材料进行改性的研究。
本文在利用循环伏安(cyclic voltammetry, CV) 的电化学方法沉积二氧化锰的基础上，以扫描速度为例探讨了沉积条件对二氧化锰比电容的影响。
并比较了不同方法电镀二氧化锰形貌的差异。
通过分别与电子导电聚合物(electronically conducting polymers, ECPs)：聚苯胺(polyaniline, PANI) 和聚吡咯(polypyrrole, PPy) 组成复合二氧化锰电极研究了二氧化锰的掺杂性，获得的主要结果、结论如下：1、可以利用循环伏安的方法在石墨电极上电沉积二氧化锰，根据Mn(Ⅱ) 的扩散系数计算了反应的摩尔电子转移数，并根据不同扫描速度电沉积二氧化锰的电化学反应数据推测了石墨电极上循环伏安法沉积MnO2的EC反应(electrochemical-chemical reaction)机理。
电化学测试表明制备二氧化锰的面积比电容随着扫描速度的增大而减小，而且电极材料具有较强的对氧还原反应的催化活性，并首次通过速控步和平衡态近似法建立该反应的催化动力学模型。
2、通过利用包括计时电位、电位阶跃和恒电位在内的其它电化学实验方法得到形貌可控的二氧化锰。
3、可以利用循环伏安的方式在石墨电极上电沉积二氧化锰-聚苯胺复合电极材料，二氧化锰-聚苯胺的扫描电镜(scanning electron microscopy, SEM) 照片表明二氧化锰包裹着聚苯胺形成空间链结构。
iro2基体上阳极电沉积mno2的电化学行为
iro2基体上阳极电沉积mno2的电化学行为阳极电沉积MnO2是重要的工业应用之一，它可以用来制备电池电极，电解液催化剂，电容器，染料敏化太阳电池等。
本文将分析以iRO2作为基体上阳极电沉积MnO2的电化学行为，为实现高效率、低成本、高稳定性的电池电极材料的制备提供理论支持。
iRO2是一种多孔的、紧密的材料，具有良好的抗腐蚀性和导电性，在电化学应用中具有重要的意义。
最近，研究者们在不同电位下采用iRO2进行MnO2阳极电沉积实验，研究了iRO2不同表面结构形式、非均相结构和电沉积过程中的结构和性质变化。
实验结果表明，钙离子催化剂，具有良好的电沉积效率和高结晶性。
首先，实验人员采用电化学恒电位扫描阳极电沉积(CV)的方法，研究iRO2基体上的MnO2阳极电沉积的行为。
实验结果表明，iRO2表面的结构会影响电沉积过程中的活性中心和电沉积结晶度，其表面结构在恒定电位扫描条件下，发生变化，这反过来也会影响MnO2的形貌和微观结构。
同时，研究发现，当钙离子的添加量提高到0.5 mol/L时，电沉积过程的最大集成电化学活化能(EA)为0.51 V，比未添加钙离子时的0.25 V有所增加，表明钙离子是iRO2上MnO2电沉积的催化剂。
其次，实验人员在此基础上，研究了电沉积过程中半径0.5 mm 的iRO2基体上的MnO2非均相结构、中心部位的晶体和表面结构以及其他电沉积性质变化。
实验结果发现，MnO2纳米晶体微晶体均为六方晶系，晶粒大小为30-50 nm，位于iRO2表面的衍生层可以有效减弱iRO2的表面电荷，从而增强MnO2的稳定性。
此外，实验结果还表明，晶体表面的氧化还原反应和无序结构层的形成活性中心，以及iRO2和MnO2之间的界面结合，都有助于提高MnO2电沉积的效率和稳定性。
综上所述，在iRO2基体上阳极电沉积MnO2，具有良好的电沉积效率和结晶性，表面结构的形式和活性中心的形成，及其他电沉积性质变化，对提高MnO2电沉积的效率和稳定性都具有重要意义。
文献综述二氧化锰
第1章绪论1.1超级电容器简介超级电容器，也称电化学电容器，其性能介于电池和电容器之间。
近年来，电化学电容器（EC）因其高输出功率性能和循环寿命长，在电化学能量储存和转换领域得到了极大的关注。
作为一种主电源的可移动辅助能源设备，和电池或燃料电池一样，电化学电容器在短时间功率增强方面效果很好。
电化学电容器的电容材料电荷储存机制包括发生在电极和电解质界面处的电荷分离以及快速发生在电极上的法拉第反应。
由于电荷分离而产生的电容，通常被称为双电层电容（EDLC）。
因法拉第过程产生的电容器称为赝电容器。
因为这些类型的电容器电容量比传统的电容器大很多倍，所以又被成为超级电容器。
由于电荷分离而产生的电容，通常被称为双电层电容器（EDLC）。
因法拉第过程产生的电容称为法拉第准电容器。
因为这些类型的电容器电容量比传统的电容器大很多倍，所以称为超级电容器。
1.1.1超级电容与传统电池、电容器比较传统电池因为其功率密度值很难达到500kW/kg、充电时间长、充放电效率低、循环寿命短等缺点限制了它的发展，而静电电容器因为比电容太小而限制了其应用。
超级电容器则填补了电池和静电电容器之间的空白，它独特的性质使短时间大功率充放电储能机制成为可能。
表1.1 电池、静电电容器和超级电容器性能电池超级电容器静电电容器充电时间1~5h1~30s10-6~10-3放电时间0.3~3h1~30s10-5~10-3能量密度Wh/kg20~1001~10<0.1功率密度Wh/kg50~2001000~2000>10000循环效率0.7~0.850.90~0.95 1.0循环寿命500~2000>100000无限通过图 1.1，可以看出超级电容器具有另两种储能器件无法比拟的优点。
（1）充放电速度快，超级电容器是通过双电层充放电或者在电极活性材料表面发生的快速可逆的法拉第反应来进行充放电，这个过程几十秒就可以完成。
（2）功率密度高，这也是超级电容器最重要的一个优点。
电沉积制备MnO2C超级电容器电极材料的研究
电沉积制备MnO2C超级电容器电极材料的研究电沉积制备MnO2/C超级电容器电极材料的研究1、项⽬背景:超级电容器（Supercapacitor），即电化学电容器，是⼀种介于传统电容器和⼆次电池之间的新型储能装置。
超级电容器兼有电池⾼⽐能量和传统电容器⾼⽐功率，可快速充放电，使⽤寿命长（循环次数⾼达105~106），维护⽅便简单，对环境⽆污染等特点，是⼀种新型、⾼效、实⽤的能量存储元件。
在各领域的应⽤⼗分⼴泛。
⼆氧化锰是⼀种多晶型氧化物，常温下性质稳定，为棕⿊⾊或⿊⾊粉末状固体。
由于 [MnO6]⼋⾯体基本单元连接⽅式不同，MnO2具有⽐较复杂的晶格结构，⼆氧化锰电极材料其储量丰富、价格低廉、环境友好、具有较⾼的能量密度及功率密度、循环寿命良好，可⽤于电化学电容器或储能电池的研究⼆氧化锰粉末是⼀种半导体材料，电阻率较⾼，难以满⾜超级电容器⾼功率输出的需要，由于C掺杂的电极材料能利⽤各组分间的协同效应提⾼整体性能，所以⽐单纯⼆氧化锰以及导电聚合物具有更好的应⽤前景，我们所制备的就是⼆氧化锰/炭复合材料。
2、主要内容超级电容器⼆氧化锰电极材料因其储量丰富、价格低廉、环境友好及电化学性能优良等特点，近年来成为倍受重视的超级电容器电极材料，吸引了⼈们越来越多的⽬光。
尽管对⼆氧化锰电极材料的研究已经取得了很⼤进展，但如何提⾼⼆氧化锰材料的⽐表⾯积、⽐容量及其循环性能，降低材料电阻率等问题仍是⽬前的研究重点。
本实验主要是在寻找⼆氧化锰最优电沉积制备⼯艺。
主要研究内容简介如下：(1) 以醋酸锰为原料，⽯墨板为阴极，采⽤直流电沉积的⽅法在阳极基体上制备三维⽹状⼆氧化锰。
通过实验探讨不同脉冲频率、占空⽐、电流密度、电解液浓度及电沉积温度等单因素变量对沉积产物电化学性能的影响，从⽽确定最佳的⼆氧化锰制备⼯艺。
(2) 在直流电沉积过程中，基体类型对⼆氧化锰的形貌及性能影响较⼤，本实验分别选取镀铂钛板、⾦属镍板、不锈钢板和⾦属钛板为基体，寻找最优基体，并对最终产物进⾏各种形貌与电化学性能测试。
《锂离子电池MnO2及其复合物负极材料的制备与电化学性能研究》范文
《锂离子电池MnO2及其复合物负极材料的制备与电化学性能研究》篇一锂离子电池中MnO2及其复合物负极材料的制备与电化学性能研究一、引言随着科技的飞速发展，锂离子电池在各种便携式电子设备及电动汽车中扮演着至关重要的角色。
而其负极材料是影响电池性能的关键因素之一。
本文着重研究锂离子电池中MnO2及其复合物负极材料的制备方法，并对其电化学性能进行深入探讨。
二、MnO2负极材料的制备MnO2作为锂离子电池负极材料，具有成本低、环境友好、理论容量高等优点。
然而，其在实际应用中面临着容量衰减快、循环性能差等问题。
为了解决这些问题，研究者们不断探索不同的制备方法。
常见的制备方法包括溶胶凝胶法、化学气相沉积法、电化学沉积法等。
本文采用溶胶凝胶法进行MnO2的制备。
首先，将适量的锰盐与适量的碱性溶液混合，通过调节pH值得到稳定的溶胶；然后经过凝胶化、干燥、煅烧等步骤，最终得到MnO2产品。
三、MnO2复合物负极材料的制备为了提高MnO2的电化学性能，研究者们尝试将MnO2与其他材料进行复合。
本文采用碳材料与MnO2进行复合，以提高其导电性和循环稳定性。
制备过程如下：首先，将碳材料与锰盐混合，然后通过类似上述的溶胶凝胶法制备得到复合材料前驱体；最后经过煅烧处理，得到MnO2/碳复合物负极材料。
四、电化学性能研究本部分主要对所制备的MnO2及其复合物负极材料进行电化学性能测试，包括循环性能、充放电性能、倍率性能等。
1. 循环性能：在一定的充放电条件下，对材料进行多次充放电循环，观察其容量变化情况。
结果表明，MnO2/碳复合物负极材料具有更好的循环稳定性。
2. 充放电性能：通过测试材料的充放电曲线，可以了解材料的充放电过程及容量大小。
实验结果显示，MnO2及其复合物均具有较高的初始放电容量。
3. 倍率性能：在不同电流密度下测试材料的充放电性能，以评估材料的倍率性能。
实验表明，MnO2/碳复合物负极材料在不同电流密度下均表现出较好的充放电性能。
MnO2超级电容器电极的反应动力学及其性能调控研究
MnO2超级电容器电极的反应动力学及其性能调控探究摘要：随着能源存储与转换技术的进步，超级电容器作为一种高性能能量存储设备备受关注。
MnO2作为一种重要的电容材料，因其良好的可循环性、高比电容和低成本而引起了广泛关注。
本文对于MnO2超级电容器电极的反应动力学及其性能调控进行了探究，探究了MnO2电极材料中的物化变化和动力学过程。
1. 引言超级电容器作为一种高性能能量存储设备，具有高功率密度、长循环寿命和快速充放电速度的优势。
MnO2作为一种有望在超级电容器中广泛应用的电极材料，具有丰富的资源、低成本和良好的可循环性能。
然而，MnO2电极材料的动力学过程和性能调控依旧需要进一步探究。
2. MnO2电极材料的制备与表征MnO2电极材料的制备方法包括化学合成、物理沉积和电化学合成等，其中以电化学合成方法制备的MnO2电极材料具有优异的性能。
通过扫描电子显微镜(SEM)、透射电子显微镜(TEM)和X射线衍射(XRD)等技术对MnO2电极材料进行了形貌和晶体结构的表征。
3. MnO2在超级电容器中的反应动力学MnO2超级电容器电极的反应动力学探究发现，MnO2电极在充放电过程中发生了Mn4+和Mn3+之间的氧化还原反应。
MnO2的电化学反应动力学与其晶体结构和形貌密切相关。
在充电过程中，MnO2电极发生氧化反应生成Mn4+，同时释放出电子。
在放电过程中，Mn4+发生还原反应生成Mn3+，同时吸纳电子。
4. MnO2电极性能调控的探究为了提高MnO2电极的电化学性能，探究人员进行了多种性能调控策略的探究。
一种常见的策略是通过合成控制来调控MnO2的形貌和晶体结构，以改变其表面积和孔隙结构。
另一种策略是利用导电聚合物、纳米材料和碳基材料来改善MnO2电极的电导率和可循环性。
5. 结论本文综述了。
探究表明，MnO2电极材料的反应动力学与其晶体结构和形貌密切相关。
通过调控MnO2形貌和晶体结构，并引入导电聚合物或纳米材料作为帮助材料，可以有效提高MnO2电极的电化学性能。
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在三电极体系下分别对 1 号、2 号、3 号溶液进行循环伏安测试，设置初始电势和低电势为 － 0. 2 V、 高电势为 1. 0 V，扫描速度 0. 01 V / s，圈数 3 圈。根据测试的 CV 曲线峰电势，确定 MnO2 氧化沉积电势， 1 号溶液分别设置为 0. 518、0. 515、0. 512、0. 505 和 0. 498 V、2 号溶液： 0. 450、0. 433、0. 425 和 0. 418 V、 3 号溶液： 0. 380、0. 372、0. 365 和 0. 360 V，设置初始电势为 0 V、低电势为 － 0. 1 V，进行 MnO2 电沉积。 制备好的 MnO2 电极用超纯水清洗 3 次晾干后在 80 ℃ 下干燥 30 min 待测。拟合实验数据，分析成核机 理。 1． 4 电容性能测试
图 2 在 0． 01 mol / L Mn（ CH3 COO） 2 + 0． 1 mol / L Na2 SO4 + 0． 1 mol / L CH3 COONH4 溶液（ 2 号溶液） 中从开路 电势阶跃到不同电势下的电流-时间曲线（ A） 和归一化曲线（ B） Fig． 2 Anodic current-time curves （ A） and Corresponding SH models （ B） with different step potential from the electrodeposition manganese dioxide in an electrolyte of 0． 01 mol / L Mn（ CH3 COO） 2 + 0． 1 mol / L Na2 SO4 + 0． 1 mol / L CH3 COONH4
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应用化学
第 32 卷
艾达恒晟科技发展有限公司） ，JSM-7800F 型扫描电子显微镜（ 日本 JEOL 公司） 。 Mn（ CH3 COO） 2 （ 川东化工试剂厂） ，Na2 SO4 （ 川东化工试剂厂） ，CH3 COONH4 （ 川东化工试剂厂） ，
KCl（ 川东化工试剂厂） ，无水乙醇（ 川东化工试剂厂） ，以上试剂均为分析纯。 1． 2 配制溶液和准备电极
2 结果与讨论
2． 1 MnO2 沉积的计时电流法
电化学阳极氧化法制备 MnO2 电极材料，文献普遍报道的 MnO2 沉积反应方程式是：
Mn2 + + 4OH － = MnO2 + 2H2 O + 2e －
溶液组成、温度、阳极电流密度（ 阳极过电势） 等沉积参数会影响电极表面沉积物的形貌。通过调节
沉积参数，可控制 MnO2 电结晶过程［12］。计时电流法通常用于研究沉积初始阶段的成核与生长机理； 根
以 0. 1 mol / L Na2 SO4 溶液为电解质，在三电极体系下对已制备的 MnO2 电极进行电容性能测试。CV 测试以初始电势和低电势 0 V、高电势 0. 8 V、0. 02 V / s 的速度扫 3 圈； CP 测试在阴极电流和阳极电流 0. 0005 A、高电势 0. 8 V、低电势 0 V 的条件进行； 电化学阻抗谱 （ EIS） 测试设置初始电平 0. 3、振幅 5 mV、高频 10000 Hz、低频 0. 01 Hz，静置时间 400 s。
根据 SH 的理论模型，t / tm取值范围为 0 ～ 5，取值间隔为 0. 1，然后代入方程（ 1） 和（ 2） 分别计算出对 应的（ I / Im ） 2 值，以（ I / Im ） 2 对 t / tm 做图，可分别得到瞬时成核和连续成核的归一化电流时间理论曲线。 将实测电流时间归一化曲线，叠加到理论曲线图上，判断 MnO2 成核生长机理。根据图 1B、2B 和 3B，可
常用超级电容器电极材料有碳材料、金属氧化物以及导电聚合物等［1］。其中 MnO2 作为超级电容器 的电极材料，已经得到了非常广泛地研究。研究表明，MnO2 的电化学性能与其合成方法、条件以及使用 的环境有紧密的联系。因此可以通过改变合成方法、控制合成条件等手段来提高 MnO2 电极材料的性 能。已报道的超级电容器电极材料 MnO2 的制备方法，包括溶胶凝胶法、水热合成法、电化学沉积法［2-4］。 其中，电化学沉积方法具有简单、可靠、准确、通用性强、成本低等优点，被证明在改变电极材料的结构和 电化学性能方面有显著的效果［5］。通过控制电化学沉积参数（ 如溶液浓度、温度、搅拌速度以及电流密 度（ 过电势） 大小等） ，来控制 MnO2 成核和生长方式（ 如连续成核、瞬时成核，二维生长、三维生长） ，最终 控制 MnO2 的形貌及晶体结构，从而影响 MnO2 的超级电容性能［6］。
0. 515 V，初始成核则符合连续成核机理。超级电容性能测试发现，瞬时成核下制得的 MnO2 电极材料相对于 另外两种成核方式得到的电极材料具有更好的电容性能，这是因为瞬时成核更易于形成多孔、纳米片（ 棒） 状
等高比表面积的沉积物，表明制备方法影响 MnO2 电极材料电容性能。 关键词 二氧化锰； 电化学沉积； 成核机理； 超级电容
第9 期
冯谙等： 电沉积二氧化锰成核机理及其充放电性能
1083Байду номын сангаас
图 1 在 0. 5 mmol / L Mn（ CH3 COO） 2 + 0． 1 mol / L Na2 SO4 + 0. 1 mol / L CH3 COONH4 溶液（ 1 号溶液） 中从开路 电势阶跃到不同电势下的电流-时间曲线（ A） 和归一化曲线（ B） Fig． 1 Anodic current-time curves （ A） and Corresponding SH models （ B） with different step potential from the electrodeposition manganese dioxide in an electrolyte of 0． 5 mmol / L Mn（ CH3 COO） 2 + 0． 1 mol / L Na2 SO4 + 0． 1 mol / L CH3 COONH4
第 32 卷 第 9 期 2015 年 9 月
应用化学 CHINESE JOUＲNAL OF APPLIED CHEMISTＲY
Vol． 32 Iss． 9 Sep． 2015
电沉积二氧化锰成核机理及其充放电性能
冯 谙 范利军 蔡 陶 李文坡*
（ 重庆大学化学化工学院 重庆 401331）
摘 要 采用计时电流法沉积纳米 MnO2 电极材料，利用 Scharifker-Hills 成核理论模型分析时间-电流（ i-t） 曲 线判断了 MnO2 成核机理。对 3 种不同的成核方式制得的 MnO2 材料进行电化学超级电容性能测试、用 SEM 观察 了 其 微 观 形 貌。比 较 了 不 同 沉 积 方 法 对 沉 积 材 料 结 构、电 容 性 能 的 影 响。计 时 电 流 测 试 发 现，在 0. 1 mol / L Mn2 + 溶液中，电势阶跃至 0. 365 V，初始成核符合瞬时成核机理，在 0. 01 mol / L Mn2 + 溶液中，电势 阶跃至 0. 418 V，初始成核存在瞬时成核和连续成核两种不同机理，在 0. 5 mmol / L Mn2 + 溶液中，电势阶跃至
本实验采用计时电流法制备 MnO2 膜电极。通过分析不同电势下 MnO2 沉积初始阶段的计时电流曲 线，根据 Scharifker-Hills（ SH） 的理论模型［7-8］，归一化处理电流-时间曲线，与理论成核曲线对照，判断 MnO2 的成核机理。采用循环伏安法（ CV） 、计时电势法（ CP） 以及交流阻抗法（ EIS） 等方法测试所制得 的 MnO2 电极材料的电化学行为，根据公式及拟合结果计算不同电极材料的电容值，比较成核机制对制 备电极材料电容性能的影响。
1 实验部分
1． 1 仪器和试剂 CHI660B 型电化学工作站（ 上海辰华仪器有限公司） ，铂片辅助电极（ 天津艾达恒晟科技发展有限
公司） ，ITO 导电玻璃工作电极（ 珠海凯为光电科技有限公司） ，饱和 KCl 作盐桥的饱和甘汞电极（ 天津
2014-12-25 收稿，2015-04-13 修回，2015-05-28 接受 国家自然科学基金项目 （ 21003163 ） ； 中央高校基本科研业务费科研专项 （ 106112013025 ） ； 重 庆大学 SＲTP 资金资 助项目 （ CQUSＲTP-2014378） 资助 通讯联系人： 李文坡，讲师； Tel / Fax： 023-65102531； E-mail： wpli@ cqu． edu． cn； 研究方向： 应用电化学，功能材料
据 SH 的理论模型，瞬时成核和连续成核的归一化电流可分别表示为［7-8］：
（ I / Im） 2 = 1． 9542（ tm / t） ｛ 1 － exp［－ 1． 2564（ t / tm） ］｝ 2
（ 1）
（ I / Im） 2 = 1． 2254（ tm / t） ｛ 1 － exp［－ 2． 3367（ t / tm） 2 ］｝ 2
中图分类号： O646． 5
文献标识码： A
文章编号： 1000-0518（ 2015） 09-1081-07
DOI： 10． 11944 / j． issn． 1000-0518． 2015． 09． 140446
由于传统能源的匮乏和环境污染的日益严重，人类在可用能源方面面临着两大难题： 新型清洁能源 的开发和应用及如何提高现有能源的使用效率。随着新能源技术的发展，需要快速地发展关于新能源 的转化、存储、使用等方面的新技术。超级电容器作为一种新型的能源存储设备，能很好地弥补传统储 能设备在能量密度以及功率密度上的不足，在许多特殊领域有不可替代的作用［1］。