模板法制備新型超級電容器電極材料及其電化學性能研究.pdf

1、學號：08101120常州大學碩士學位論文模板法制備新型超級電容器電極材料及其電化學性能研究研究生高蘭指導教師陳智棟教授許娟副教授學科、專業(yè)名稱化學工藝研究方向應用電化學2011年5月I中文摘要超級電容器是20世紀70年代發(fā)展起來的一種新型儲能元件，其具有較高能量密度和功率密度以及較好的循環(huán)使用壽命，受到國內(nèi)外學者的廣泛關注。目前對超級電容器的研究主要集中于對電極材料的研究上。電化學比電容是衡量電極材料儲能性能的重要手段。電極材料的比電

2、容與納米材料的孔徑大小和孔容有密切的關系。本論文分別采用“軟、硬”模板法合成了具有不同形貌結構和孔徑分布的電極材料，并利用TGA、XRD、SEM、TEM和BET等技術對電極材料的微觀結構和形貌進行表征，采用循環(huán)伏安(CV)、恒電流充放電和電化學阻抗(EIS)等測試技術對材料的電化學電容性能進行表征。主要研究內(nèi)容如下：1、分別以CoCl26H2O、NiCl26H2O和MnCl24H2O為原料，NH3H2O為沉淀劑，AAO為“硬”模板，采用

3、簡單的化學沉淀法，通過考察原料的濃度及浸入時間，沉淀劑的濃度及浸入時間制備了Co(OH)2、Ni(OH)2和Mn(OH)2前軀體，經(jīng)熱處理得到Co3O4、NiO和MnO2納米管。Co3O4納米管的孔徑分布在40～100nm，比表面積為218m2g，將其應用于超級電容器具有較好的超電容性能和較好的循環(huán)穩(wěn)定性，比電容可以達到574Fg，循環(huán)充放電1000圈后的比電容仍然可以達到552Fg，具有較長的循環(huán)使用壽命；NiO納米管的比表面積為23

4、9m2g，電化學比電容最大可以達到266Fg；MnO2納米管的比表面積為179m2g，電化學比電容最大可以達到566Fg，循環(huán)充放電1000圈后比電容維持在90%以上。2、以P123(聚環(huán)氧乙烯醚聚環(huán)氧丙烯醚聚環(huán)氧乙烯醚三嵌段共聚物，即EO20PO70EO20，平均分子量5800)為“軟”模板，采用簡單的化學沉淀法制備了Co3O4納米材料。研究結果表明，電極材料具有較好的超電容性能，P123濃度從0gL增加到50gL時，材料的比電容增加