超级电容器氧化锰电极材料的研究

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金属化合物超级电容器电极材料研究现状

金属化合物超级电容器电极材料研究现状

第52卷第7期 辽 宁 化 工 Vol.52,No. 7 2023年7月 Liaoning Chemical Industry July,2023收稿日期: 2021-07-20金属化合物超级电容器电极材料研究现状王晶鑫,张艳丽*,张强,董亮亮(沈阳化工大学 材料科学与工程学院,辽宁 沈阳 110142)摘 要: 超级电容器是相比于锂离子电池等传统电池更具有优势的电容技术。

电极材料是超级电容器中最重要的组成部分,它决定了超级电容器的性能,故在研究时引起了学者们的高度关注。

由于电极材料的不同,在储能机理上具有不同的性质与差别。

金属化合物作为电极材料中理论比电容优良的材料,具有很高的研究价值。

着重围绕金属氧化物、金属硫化物以及金属氢氧化物3个方面分析,对当前金属化合物作为超级电容器电极材料发展方向和相应的研究进展进行归纳,目的是对金属化合物作超级电容器电极材料方面的优劣势进行一定的认识,从而在其发展研究上提供一些参考。

关 键 词:超级电容器;电极材料;金属氧化物;金属硫化物;金属氢氧化物中图分类号:TM911 文献标识码: A 文章编号: 1004-0935(2023)07-1035-04目前,严重污染环境的煤炭等化石能源存在着消耗殆尽的可能,并且无法再生[1]。

因此,开发新的清洁能源已成为人类所要面临的新问题,而对其进行开发利用正是解决能源问题行之有效的途 径[2]。

但是,这些清洁能源受限于地理位置、自然环境、存储转化率低等问题无法大面积应用。

超级电容器[3]自身也是一种储能设备,可以避开目前新能源应用面临的障碍,实现能量存储和转化的连续性。

其工作电压范围更宽、能量释放更高、循环寿命更长,同时原材料对环境友好。

超级电容器具有两种储能机制:一种是在电极/电解质界面因静电电荷累积而形成的电容,称为双电层电容[4];另一种是在电极表面上,活性物质欠电位沉积,发生高度可逆的化学吸附,产生和电极充电电位相关的电容,称为赝电容[5]。

超级电容器电极材料二氧化锰的合成和性能研究

超级电容器电极材料二氧化锰的合成和性能研究
Ab s t r a c t : Na n o s c le a a- Mn O 2 wa s s y n t h e s i z e d wi t h p o t a s s i u m p e r ma n g a n a t e a n d ma n g a n e s e s u l f a t e mi x t u r e i n a n a u t o c l a v e
a t d i f e r e n t h y d r o t h e r ma l t i me s . T h e s t r u c t u r e a n d p r o p e r t i e s o f t h e s a mp l e s w e r e c h a r a c t e r i z e d b y XRD, S EM , a n d B ET a n a l y s i s me t h o d s . R e s u l t s s h o we d t h a t wh e n t h e h y d r o t h e r ma l t i me wa s 9 h, S E M t e s t s h o we d t h a t t h e s y n t h e s i z e d p o wd e  ̄w a s n a n o p o wd e r w i t h t h e p a r t i c l e s i z e a t 5 0 ̄ 6 0 n m; XRD a n a l y s i s s h o we d t h a t t h e p o wd e r w a s a- Mn O2 ; a n d t h e s p e c i i f c s u r f a c e a r e a o f B E T t e s t r e a c h e d 5 3 . 6 6 m2 / g . I n t h e t h r e e e l e c t r o d e s y s t e ms o f ma n g a n e s e d i o x i d e a s t h e w o r k i n g e l e c t r o d e, a s a t u r a t e d

超级电容器电极材料的研究及其应用

超级电容器电极材料的研究及其应用

超级电容器电极材料的研究及其应用现代科技的快速发展使得能源的使用日益增长,而传统的化石能源很快就会耗尽。

因此,寻找新的能源形式成为了全球范围内的热门话题,而超级电容器作为一种非常有潜力的能源存储设备逐渐受到人们的关注。

本文将讨论超级电容器电极材料的研究及其应用。

超级电容器是一种用于电能存储的装置,与传统电池不同,其能快速充放电,且寿命长、安全可靠。

而电极材料是超级电容器中最重要的组成部分之一。

目前,研究人员针对电极材料的性能进行了不断探究,以期开发出性能更好、更高效的超级电容器。

最常用的电极材料是活性炭、金属氧化物和导电高分子。

活性炭主要是由碳材料制成,具有高的比表面积和良好的导电性,且成本相对较低。

金属氧化物常用的有锰氧化物、钼氧化物等。

这些材料具有极高的电容性、良好的循环稳定性、低的内阻,然而其成本较高。

导电高分子是一种非常有潜力的电极材料,因其具有良好的强度、耐久性和导电性而备受研究人员的青睐。

但这些常见的电极材料仍然存在一些不足。

例如,活性炭虽然具有表面积大、稳定性高、长充放电循环寿命等优点,但其容量较小,不能很好地满足工业需求。

而金属氧化物材料一般需要高温合成,运作过程中存在易化学分解、容量衰减、内阻大等问题。

同时,高分子材料的导电性能较差,因而其电容量较小。

因此,研究人员正在不断寻找更好的电极材料。

其中,碳纳米管(CNTs)是一种备受关注的材料。

碳纳米管具有极强的机械强度和成本优势,因此有望在超级电容器领域发挥重要作用。

此外,氧化物石墨烯也是一种被广泛研究的电极材料,其比表面积高、尺寸小、容量大、稳定性好,具有很高的应用潜力。

电极材料的研究不仅涉及到材料本身的性能,还包括材料的制备技术、装备的设计和生产工艺等方面。

因此,超级电容器的研究是一个复杂的系统工程。

超级电容器除了用于储能,还可以应用于电动汽车、风力发电机、太阳能发电机等领域。

在电动汽车方面,超级电容器具有快速充电、长寿命、以及能够抗衰减等优势,可以替代传统的化石能源,成为绿色的能源选择。

《二氧化锰基纳米材料超级电容器的制备与应用》

《二氧化锰基纳米材料超级电容器的制备与应用》

《二氧化锰基纳米材料超级电容器的制备与应用》篇一一、引言随着科技的快速发展和人类生活水平的提高,电子设备的更新换代频率加快,人们对电子设备所需能量的需求量也随之迅速增加。

然而,传统电容器的能量存储和传输性能无法满足这种增长的需求。

在此背景下,超级电容器以其快速充放电、长寿命和较高能量密度的特性成为了研究热点。

而二氧化锰基纳米材料以其高比电容、高循环稳定性及低成本的特性在超级电容器中展现出良好的应用前景。

本文将就二氧化锰基纳米材料超级电容器的制备方法、性能及其实用化应用等方面进行详细的探讨。

二、二氧化锰基纳米材料的制备1. 材料选择与制备原理二氧化锰基纳米材料主要通过物理或化学方法合成,其特点是具有较高的比表面积和优异的电化学性能。

常用的制备方法包括溶胶-凝胶法、水热法、模板法等。

其中,溶胶-凝胶法和水热法因其操作简便、成本低廉等优点被广泛应用。

2. 制备过程以溶胶-凝胶法为例,首先将锰源(如硝酸锰)与适当的溶剂(如水)混合,通过调节pH值形成溶胶;然后经过凝胶化过程,形成具有三维网络结构的凝胶;最后通过干燥、煅烧等步骤得到二氧化锰基纳米材料。

三、二氧化锰基纳米材料超级电容器的制备1. 制备方法二氧化锰基纳米材料超级电容器的制备主要包括电极材料的制备和电容器器件的组装。

电极材料一般采用涂覆法或压片法将二氧化锰基纳米材料与导电剂、粘结剂等混合后涂覆在导电基底上;电容器器件则通过将两个电极材料及隔膜组装在一起,并加入电解液形成。

2. 性能特点二氧化锰基纳米材料超级电容器具有高比电容、快速充放电、长寿命等特点。

其高比电容源于二氧化锰基纳米材料的高比表面积和良好的电导率;快速充放电和长寿命则得益于其优秀的循环稳定性和较低的内阻。

四、应用领域及实用化进展1. 应用领域二氧化锰基纳米材料超级电容器广泛应用于电动汽车、可再生能源储存、智能电网等领域。

在电动汽车中,超级电容器可作为辅助能源系统,为车辆提供快速充电和放电的功能;在可再生能源储存方面,超级电容器可与风能、太阳能等可再生能源结合,实现能源的高效储存和利用;在智能电网中,超级电容器可提高电网的稳定性和可靠性。

超级电容器电极材料研究进展

超级电容器电极材料研究进展

超级电容器电极材料研究进展一、本文概述随着能源危机和环境污染问题日益严重,高效、环保的能源存储和转换技术成为了全球科研工作的热点。

超级电容器,作为一种新型的储能器件,因其具有高功率密度、快速充放电、长循环寿命等优点,在电动汽车、电子设备、可再生能源系统等领域具有广阔的应用前景。

电极材料作为超级电容器的核心组成部分,其性能直接影响着超级电容器的整体性能。

因此,研究和开发高性能的超级电容器电极材料成为了当前的研究重点。

本文旨在全面综述超级电容器电极材料的研究进展,包括各类电极材料的性能特点、合成方法、改性策略及其在超级电容器中的应用。

文章首先介绍了超级电容器的基本原理和分类,然后重点分析了碳材料、金属氧化物、导电聚合物等常见电极材料的性能优势和存在的问题。

接着,文章综述了近年来通过纳米结构设计、复合改性、表面修饰等手段提高电极材料性能的研究进展。

文章展望了超级电容器电极材料未来的发展方向和潜在应用领域。

通过本文的阐述,期望能够为超级电容器电极材料的研究和应用提供有益的参考和启示。

二、超级电容器电极材料分类超级电容器的性能与电极材料的特性密切相关,因此,对电极材料的研究一直是超级电容器领域的热点。

根据材料种类的不同,超级电容器的电极材料主要分为碳材料、金属氧化物/氢氧化物、导电聚合物以及复合材料等几大类。

碳材料:碳材料是超级电容器中应用最广泛的一类电极材料,包括活性炭、碳纳米管、石墨烯等。

这类材料具有比表面积大、导电性好、化学稳定性高等优点,适合用作双电层电容器的电极材料。

然而,碳材料的储能机制主要是物理吸附,因此其能量密度相对较低。

金属氧化物/氢氧化物:金属氧化物/氢氧化物如RuO₂、MnO₂、NiOOH 等,具有较高的赝电容特性,能够实现快速的氧化还原反应,从而提供更高的能量密度。

然而,这类材料的导电性较差,且在充放电过程中体积变化较大,容易导致电极结构破坏,影响循环稳定性。

导电聚合物:导电聚合物如聚吡咯、聚噻吩等,具有良好的导电性和赝电容特性,是超级电容器电极材料的另一类重要选择。

超级电容器氧化锰电极材料的特点制备

超级电容器氧化锰电极材料的特点制备
摘 要
6 1 1 7 3备 以及 其 化 学性 能 ,制 备 出 了无 定 型 氧 化 锰 电极 ,并 将 制得 的 氧 化 锰 电极 置 入 电 解
液 中 ,在 一 定的 电位 范 围 中扫 描 绘 制 了循 环 伏 安 曲线 , 另外 ,将 电极 在 一 定 电流 下放 电 ,分 析 其 可 逆 性 。 从 测 试 结 果
t i a l i s ma p p e d. I t s r e v e r s i b i l i t y i s a l s o a n a l y z e d b y d i s c h a r g i n g t h e e l e c t r o d e i n c e ta r i n e l e c t ic r c u r r e n t .T e s t r e s u l t s
Ab s t r a c t Th e p r e p a r a t i o n o f s u p e r c a p a c i t o r a n d i t s c h e mi c a l p r o p e ti r e s re a d i s c u s s e d. Amo r p h o u s ma n g a n e s e o x i d e e l e c t r o d e s a r e p r e p re a d a n d p l a c e d i n t h e e l e c t r o l y t e .T h e c y c l i c v o l t a mme t r i c c u r v e i n c e ta r i n s c o p e o f p o t e n -
可以看 出,这种 电极 的充放 电性 能良好 ,且具有理想 的可逆性 。 关键词 超级 电容 器;氧化锰 ;电极材料 ;制备技术

超级电容器及其电极材料的研究

超级电容器及其电极材料的研究

第5期2018年10月No.5 October,2018随着人类对友好型社会的美好向往,大家逐渐开始重视可再生能源,然而可再生能源不适合电能输送,因其不稳定、不连续性会影响输电质量。

因此我们需要开发良好的储能装置。

超级电容器凭借它具有的诸多良好性质而被关注。

不同电极材料影响着超级电容器的性能,因此我们应注重电极材料的研究。

超级电容器是介于电池和传统电容器之间通过极化电解质储能的电源[1]。

其充电速度快、放电能力超强、循环使用时间长,而且其功率密度极高。

目前研究的主要有法拉第准电容(赝电容)和双电层电容器两种类型。

1 赝电容赝电容是电活性物质处于潜在沉积下,在电极上发生可逆的化学吸附、解吸或氧化还原反应,产生电极的充电电位[2]。

赝电容的电极材料有以下几种。

1.1 金属氧化物氧化钌材料的比电容较大、导电性能极好,但其价格较为昂贵,并不能广泛应用;氧化锰价格低廉、对环境友好、性能良好,价态较多容易获得且价格低廉,因此被广泛使用;氧化镍导电性能好、易获取、制备简单,也很有发展前景。

1.2 复合金属氧化物钼酸盐因其催化和电化学性能的优异性而被研究作为电极材料,有实验小组研究了COMOO 4/MnMOO 4异质结构纳米材料的超电容性,结果发现,COMOO 4纳米棒活性电极电化学性能优异;有文献报道了用NiCO 2O 4作为赝电容的电极材料,其常用的制备方法有水热法(溶剂热法)、微波辅助法、模板法、电沉积法、共沉淀法等;据报道,CuCO 2S 4成功用熔剂法合成,结果显示制得的花瓣状的CuCO 2S 4材料具有较高的比电容、充放电速率很优良、循环性也很稳定,因其特殊的3D 结构,导电率较高、比表面积较大而体现出优异的赝电容性能。

1.3 导电聚合物导电聚合物是利用掺杂原理使材料电导率处于半导体和导体范围间,其主链上含有交替的单键与双键,形成共轭大π体系,因π电子流动而能导电[3]。

其可使用的温度范围宽、其寿命长。

碳纳米管-氧化锰纳米材料的制备及超级电容性能研究开题报告

碳纳米管-氧化锰纳米材料的制备及超级电容性能研究开题报告

开题报告题目:碳纳米管/氧化锰纳米材料的制备及超级电容性能研究1 毕业设计(论文)综述(题目背景、研究意义及国内外相关研究情况)碳纳米管(Carbon Nanotubes,CNTs)具有独特的中空结构、良好的导电、高比表面积、化学稳定性、适合电解质离子迁移的孔隙以及交互缠绕可形成纳米尺度的网络结构等优点[1-3],因此其作为电极材料可以显著提高超级电容器的功率特性,自从1997年Niu[2]等首次提出CNT可用到超级电容器中,CNT便开始成为超级电容器电极材料领域的研究热点。

过渡金属氧化物及其水合物电极材料如MnO2、RuO2等本身有很高的赝电容现象,其在电极和溶液界面反应所产生的法拉第准电容远大于碳材料的双电层电容,因此有望用作超级电容器的电极材料。

但这些氧化物的低电导率又会降低电极材料的功率密度。

当过渡金属氧化物与CNT复合后,过渡氧化物电极上可发生快速可逆的电极反应,同时具有大比表面积的CNT网状结构和CNT良好的导电性使电子传递更能进入到电极内部,使能量存储于三维空间中,最终提高了电极的比电容和能量密度[4]。

因此,为提高电极的电容性质,CNT与过渡金属氧化物复合用作超级电容器电极材料近年来受到重视。

超级电容器(supercapacitor),是20世纪70~80年代发展起来的一种介于电池和传统电容器之间的新型储能器件,具有比容大、功率密度高、循环寿命长和对环境无污染等特点[5-6],有希望成为本世纪新型的绿色能源。

电极材料是超级电容器的重要组成部分,是影响超级电容器电容性能和生产成本的关键因素,因此研究开发高性能、低成本的电极材料是超级电容器研究工作的重要内容。

超级电容器可用于电脑、录相机、计时器等的备用电源,也可用于玩具车、闪光灯、电动手工具等要求快充电、慢放电的场合,还可用于需用连发、强流脉冲电能的高新技术武器,如激光武器、电炮等。

然而,超级电容器最令人瞩目的应用当属正在蓬勃发展的电动汽车上。

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超级电容器氧化锰电极材料的研究 摘要:氧化锰资源广泛、价格低廉、环境友善、电化学性能良好,有着较好的应用前景,已成为优良的超级电容器电极材料.本文简要介绍了超级电容器氧化锰粉末电极和薄膜电极的特点和制备工艺,综述了合成氧化锰的各种制备技术及其取得的进展和存在的主要问题,并分析了通过掺杂和复合来提高氧化锰电极比容量和导电性的思路和解决方案. 关键词:超级电容器;氧化锰;电极材料;制备技术 1 引言 超级电容器(Supercapacitor)又称超大容量电容器(Ultracapacitor)或电化学电容器(Elec—trochemical Capacitor,EC),是一种介于传统电容器和电池之间的新型储能元件.与传统的电容器相比,超级电容器具有更高的比电容量,可存储的比电容量为传统电容器的十倍以上;与电池相比,具有更高的比功率,可瞬间释放特大电流,具有充电时间短、充电效率高、循环使用寿命长、无记忆效应以及基本无需维护等特点.它填补了传统电容器和电池这两类储能元件之间的空白,在移动通讯,信息技术、工业领域、消费电子、电动汽车、航空航天和国防科技等方面具有极其重要和广阔的应用前景,已成为世界各国研究的热点.各国纷纷制定近期目标和远景发展计划,将其列为重点战略研究对象. 根据储能机理的不同,超级电容器可以分为双电层电容器和赝电容电容器.双电层电容器是利用电极和电解质之间形成的界面双电层电容来存储能量,其电极通常采用具有高比表面积的多孔炭材料;而赝电容,是指在电极表面或体相中的二维或准二维空间上,电活性物质进行欠电位沉积,使其发生快速、可逆的化学吸附/脱附或氧化/还原反应,从而产生比双电层电容更高的比容量,其电极材料主要是金属氧化物和导电聚合物.金属氧化物基电容器目前研究最为成功的主要是氧化钌/n2804水溶液体系.但是,氧化钌价格昂贵,不易实现商品化,而且,其相应的电解质(硫酸)对环境不友好,对集流体的要求较高,从而限制了它的使用.不少研究者正在积极寻找用廉价的过渡金属氧化物及其他化合物材料来替代氧化钌,主要集中在对氧化镍、氧化钴和氧化锰等体系的研究上.其中氧化镍和氧化钴的比容量可达200—300 F/g,但是它们的电位窗口相对较窄(约0.5V),能量密度较低. 氧化锰则是另一种受到重视的过渡金属氧化物电极材料.氧化锰资源广泛、价格低廉、环境友善、具有多种氧化价态,广泛地应用于电池电极材料和氧化催化剂材料上.用于超级电容器的氧化锰电极材料已经取得了很大进展. 研究者目前正在研究多种方法制备具有良好电容特性的超级电容器氧化锰电极.氧化锰用作超级电容器的电极主要归缱为两类,一类为制备氧化锰粉末电极,另一类为制备氧化锰薄膜电极.不同的制备方法可获得不同形貌结构的氧化锰,不同结构的氧化锰在超级电容器中所具有的电化学性能差别也很大.本文将详细介绍氧化锰基超级电容器的研究状况,特别阐述和分析两类氧化锰电极的制备工艺,氧化锰电极材料的不同合成方法以及改善电容特性和导电性的方法,希望能为氧化锰超级电容器的研究提供一些参考. 2 氧化锰电极的制备. 2.1粉末电极 氧化锰粉末电极的制备工艺如图1所示,将制备的氧化锰电极材料、导电剂(石墨、乙炔炭黑、导电炭黑等)、添加剂进行均匀混合,加入一定的粘结剂,进行和浆处理,制成预成型件;然后,将预成型件和集流体进行键合,再进行压制,干燥成型即可制得电极片.目前粉末电极研究的重点是制备具有高比电容、高活性的氧化锰粉末.粉末电极的制备相对较复杂,但技术相对较成熟. 超级电容器用氧化锰粉末的几种制备方法. 2.1.1液相沉淀法 液相沉淀法是液相化学反应合成金属氧化物常用的方法,在实验室和工业界均容易实现.Lee和Goodenough将一定浓度的KMn04溶液和醋酸锰溶液混合,强烈搅拌一定时间后,再洗涤、干燥,通过液相化学共沉淀法制得无定型的Q—Mn02·nH20,其化学反应式为; Mn(VlI)+1.5Mn(II)--2.5Mn(IV) 所制备粉末的BET比表面积达303m2/g。将a—Mn02·nH20粉末、乙炔炭黑和粘结剂按70:25:5的质量比混合,在一定压力下将其压制在Ti集流体上制成氧化锰电极.通过对Q—Mn02·nH20在水系2mol/L KCl溶液中的电化学行为进行研究,发现在一O.2一+1。OV(vs SCE)之间,电极具有优良的电容行为,在此电位范围内,氧化锰在中性电解液中具有较高的比电容,比容量达到200 F/g。闪星等人将KMn04与MnS04以3:1的摩尔比在碱性条件下混合,强烈搅拌,沉淀干燥后充分研磨,得到直径约为4—20nm纤维状、晶型较差的无定型氧化锰粉末,并将Mn02与乙炔黑、石墨、PTFE以6.5:1.5:1:1的质量比混合,以泡沫镍作集流体压制成电极,结果发现,在o.5mol/L Na2S04水溶液中,电位窗口为0,-,0。85V(vs SCE)时,电极的循环伏安曲线基本对称,具有优良的电容性能。10mA恒流充放电测得其比容量可达177.5F/g。 经5000次循环,电极容量保持在90%以上,电极的循环性能良好。eong等人将KBH4和KMn04水溶液在pH为1的条件下进行反应,制得比表面积达391m2/g的纳米晶氧化锰,将氧化锰、乙炔黑、PTFE按70:25:5的质量比混合,以Ti作集流体制成电极,以KCl、NaCl、LiCl、Na2S04为电解液,结果发现在2mol/L的NaCl溶液中,电极的比容量达250F/g。 Toupin等人将KMn04与MnS04水溶液以2:3的摩尔比混合,通过简单的化学共沉淀法得到沉淀产物为结晶性较差的微晶结构氧化锰,SEM形貌为100nm宽、20nm厚的片晶,BET表面积达180士30m2/g,将Mn02、乙炔黑、石墨、PTFE以80:7.5:7.5:5的质量比混合,以不锈钢网为集流体制成电极,研究了不同电解液的影Ⅱ向.结果发现在0.1mol/LNa2S04溶液中,氧化锰电极具有良好的电容特性,比容量达到166F/g,电极循环1000次,比容量没有大的变化. 2.1.2 Sol-Gel法(溶胶凝胶法) Sol—gel法是一种常用的材料合成工艺,是以无机盐或金属醇盐为前驱物,经水解缩聚 过程逐渐凝胶化,然后作相应的后处理得到粉体材料.其溶液pH值、溶液浓度、反应时间 和温度是粉体制备的主要影响因素.该方法制得的产物具有纯度高、分散性好、粒径分布 均匀的优点.但sol—gel法工艺较复杂,受洗涤和干燥条件影响较大. Reddy等人将NaMn04和Na2C4H204按3:1的摩尔比混合,加入2.5mol/L的H2s04, 通过sol—gel法制备凝胶Na0.35Mn02.02·o.75H20,发现其比表面积达72m2/g,为无定型结构,平均颗粒尺寸为5pm;通过优化电解液,发现在lmol/L NaCl溶液中,扫描速度为5mV/s时其比容量达138F/g. 2.1.3 低温固相反应法 固相反应不使用溶剂,具有高选择性、高产率、工艺过程简单、环境污染小等优点,尤其是反应温度低于100。C的低温固相反应,已成功应用于多种类型的化合物的合成中,成为人们制备新型固体材料的主要手段之一. 采取低温固相合成法制备氧化锰粉末,将高锰酸钾和醋酸锰按一定比例混合,充分研磨,固相反应立即发生,反应式为: 2KMn04+3Mn(AC)2·4H20--45Mn02+2KAC+4HAC+10H20 反应完全后,固相产物经抽滤干燥后,制得针状纳米级结晶性很差的无定型结构MnOz.以泡沫镍为集流体将样品制成电极片,进行循环伏安、交流阻抗与恒电流充放电等测定,发现在lmol/L KOH电解液中,Mn02电极在-0.1,-,0.6V(vs Hg/HgO)电压范围内具有优良的电容行为,比容量可达325F/g,恒流充放电5000次,电极容量衰减不超过10%.但是,相比液相法,固相法制备中存在粉体接触不均匀和反应不充分等问题. 2.1.4 热分解法 制备氧化锰还可通过直接热分解KMn04的方法来实现.在不同温度下直接热分解KMn04,通过优化分解温度,发现在5500C分解的产物由无定型/晶体K。Mn02+d·nH20组成,其BET表面积达21.3m2/g,将制得的产物、乙炔黑、PTFE按70:25:5的质量比 混合,以Ti为集流体制成电极,发现在2mol/L的KCl溶液中,电位窗口为一o.2一十1.0V(V8 SCE)范围内时,比容量达到240 F/g.在300。C分解KMn04,得到层状6-Mn02,按一定比例将tf-Mn02与乙炔黑、炭黑、Teflon混合,以Pt网为集流体制成Mn02电极,发 现在lmol/L KCl溶液中比容量达到130 F/g. 刘献明等人同样采取热分解KMn04,在550。C分解的产物具有很高的无定型/晶化 相和Mn3+/Mn比,在o.5mol/L Na2S04溶液中具有良好的的电容特性,比容量达243 F/g,充放电性能好,经200次循环电极容量保持在95%以上. 2.2薄膜电极 薄膜电极是指采取一定的方法在基片上直接淀积氧化锰,或在基片上先淀积锰盐或纯 锰,然后通过热分解或者氧化方法生成氧化锰电极.制备过程中一般不加入粘结剂和导电 材料,因此该方法制备的电极一般都较薄,使得电解液与氧化锰材料的接触机会增多,电 极材料的利用率较高,因此制备的电极比容量相对较高.它的制备方法将直接关系到氧化 锰电极的容量和循环性能.下面将介绍几种氧化锰薄膜电极的制备工艺. 2.2.1电化学法 电化学沉积法制备氧化锰超级电容器电极,具有直接一步制成电极的优点.将处理过的石墨基片,放入pH值为6.4的MnS04·5H20溶液中,通过阳极沉积法,制得无定型的a—Mn02·nH20.结果显示,在中性水系o.1mol/L Na2S04溶液中,电压窗口为1.oV范围内,制得的电极具有良好的电容行为,比容量可达265--一320 F/g. 在pH值为5.6的o.16mol/L MnS04·5H20溶液中,通过恒电位方式、恒流 充电方式,以及在0.4^一1.0V之间以循环伏安方式在处理过的石墨基片上阳极沉积均获得无定型纳米级Q.MnO。·nH20,这三种电极在0.1mol/L的Na2S04溶液中均显示出良好的电容行为.并研究了不同方式对纳米结构和电容的影响,结

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