CoMn2O4尖晶石結(jié)構(gòu)電極材料超級電容器性能研究.pdf

1、超級電容器，又稱為電化學(xué)電容器，是當(dāng)代綠色能源儲備設(shè)備研究的一個重要內(nèi)容。相比較各類充電電池，其有更高的功率密度，意味著更快的充放電速度，作為動力源可以瞬間提供普通電池難以比擬的高功率，在電動車動力系統(tǒng)的研制過程得到廣泛的應(yīng)用。近年來，隨著能源枯竭和環(huán)境污染等問題的日益嚴(yán)重，新型綠色能源裝置超級電容器的研究不容忽視，而不斷尋求新的合成方法和新型電極材料的應(yīng)用是一個關(guān)鍵問題。
　　過渡金屬氧化物因其多種價態(tài)之間的轉(zhuǎn)變，成為具有更高能

2、量密度的贗電容材料的主要研究對象。而目前，錳的氧化物被認(rèn)為是貴金屬氧化物的最佳替代材料，其資源廣泛、價格低廉且環(huán)境危害小，從電化學(xué)性能上有較高的理論比電容和多種氧化價態(tài)的優(yōu)點。作為金屬氧化物材料的重要分支，尖晶石結(jié)金屬氧化物材料的電化學(xué)性能研究也在不斷進(jìn)行，在鋰電池或者是超級電容器電極材料方面，本課題基于一些科研人員對鈷錳尖晶石結(jié)構(gòu)材料（CoMn2O4）合成方法的探索，對作為超級電容器電極材料的應(yīng)用進(jìn)行研究。
　　本論文的第一部分

3、采用溶劑熱合成法得到鈷錳碳酸鹽前驅(qū)體，在600℃高溫下煅燒最終得到CoMn2O4尖晶石結(jié)構(gòu)相，材料微觀呈均勻分散多孔小球相貌，這有利于充電過程中離子的擴(kuò)散和電子的傳輸。這部分初步研究了前驅(qū)體熱處理過程對材料超級電容器性能的影響，實驗證明CoMn2O4有很可觀的電容器潛力，但由于必要的高溫的熱處理過程致使材料的電化學(xué)性能較差。所以，在第二部分中，我們實現(xiàn)有機(jī)前驅(qū)體的溶劑熱合成，在低溫下進(jìn)行CoMn2O4相的轉(zhuǎn)化。錳鈷金屬乙二醇鹽特殊的沉淀

4、方式以納米片單元過渡到形成均勻分散的花狀小球形貌。而在以聚乙二醇為表面活性劑的溶劑熱反應(yīng)過程中，去離子水含量對樣品形貌有重要影響，向反應(yīng)系統(tǒng)中加入0.5 ml去離子水最終得以實現(xiàn)均勻花狀小球形貌的樣品。通過不同溫度下煅燒前驅(qū)體得到的CoMn2O4電極材料晶相以及電化學(xué)性能的綜合分析，驗證結(jié)晶度對其性能的重要影響。前驅(qū)體在300℃下煅燒實現(xiàn)最好的超級電容器性能，所得電極材料在1mol/L水系電解質(zhì)中可以達(dá)到1.1 V的電勢窗，1 A/g的