電化學(xué)電容器電極材料氧化錳及其復(fù)合材料的制備與性能研究.pdf

1、超級(jí)電容器又稱為電化學(xué)電容器，作為新型的儲(chǔ)能器件其具有較多的優(yōu)點(diǎn):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(xué)電容器按儲(chǔ)能機(jī)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(yīng)電極材料的贗電容兩類。決定電化學(xué)電容器性能的關(guān)鍵因素之一是電極材料的使用，碳基材料具有較好的導(dǎo)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(yīng)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(dǎo)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(xué)沉積的方法合成了MnO2/C復(fù)合材料以及導(dǎo)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(jìn)材料的電化學(xué)性能。論文中的主要內(nèi)容概括如下:
　　1、采用廉價(jià)易得的三聚氰胺為原材料合成三聚氰胺甲醛樹脂球，氮?dú)鈿夥障聦?duì)其進(jìn)行碳化得到富氮的碳納米小球。
　　2、在簡單有效的水熱反應(yīng)中，利用碳納米球還原KMnO4得到MnO2/C復(fù)合材料，并通過調(diào)節(jié)反應(yīng)條

3、件得到最佳性能的納米棒狀MnO2/碳球復(fù)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(fù)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(yīng)的基礎(chǔ)上合成出納米管狀的MnCo2O45電極材料，然后通過電化學(xué)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(shí)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(xué)性能。發(fā)現(xiàn)在沉積50圈時(shí)材料性能最佳，1A g-1的電流密度下比電容達(dá)到1580F g-1，遠(yuǎn)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(dāng)電流密度增大10倍時(shí)，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