超級(jí)電容器MnO-,2-材料的合成及性能.pdf

1、超級(jí)電容器作為一種新型的儲(chǔ)能裝置，具有長(zhǎng)壽命、高功率等特點(diǎn)，在諸多領(lǐng)域內(nèi)有廣泛的應(yīng)用前景。MnO2具有原料易得，價(jià)格低廉，來(lái)源廣泛，環(huán)境友好等優(yōu)點(diǎn)。本文通過(guò)合成幾種不同形態(tài)的二氧化錳，考察了影響二氧化錳電容性能的因素，并將二氧化錳與其它材料復(fù)合，以提高比電容。 1．利用低溫固相法和化學(xué)沉淀法，合成了四種納米二氧化錳，根據(jù)反應(yīng)物和合成條件不同，產(chǎn)物表現(xiàn)為無(wú)定形結(jié)構(gòu)和較為完整晶體結(jié)構(gòu)兩種。四種產(chǎn)物中，采用化學(xué)沉淀法以高錳酸鉀與醋酸錳

2、為原材料所合成的MnO2具有最高的質(zhì)量比電容，0.1A/g電流密度下比電容為166F/g，2.0A/g電流密度下比電容為112 F/g。 2．比表面是影響MnO2電容性能的重要因素之一。在一定范圍內(nèi)比表面越大，相應(yīng)的比電容也越大。但材料的比電容并非總是隨比表面的增加而增加，當(dāng)比表面在121m2/g以上時(shí)，比電容呈下降趨勢(shì)。 3．材料的晶形結(jié)構(gòu)對(duì)MnO2的比電容和大電流輸出能力亦有顯著影響。材料的晶體結(jié)構(gòu)越完整，其比電容越

3、大，大電流放電時(shí)電容保持率也越高。 4．少量的V2O5與MnO2材料的機(jī)械混合可以改善MnO2材料的大倍率放電性能。實(shí)驗(yàn)表明，添加2％比例的復(fù)合材料在2.0A/g電流密度下比電容為129 F/g，比未復(fù)合的MnO2提高15％。 5．共沉淀法制備的MnO2/La2O3復(fù)合材料其質(zhì)量比電容明顯提高。添加比例為5％的MnO2/La2O3復(fù)合材料在0.1A/g電流時(shí)比電容為205F/g，而相同條件下MnO2材料的質(zhì)量比電容為16

4、6F/g，僅為前者的81％。 6．MnO2/La3+復(fù)合材料的大電流放電性能顯著提高。添加比例為5％的MnO2/La3+復(fù)合材料在2.0 A/g時(shí)質(zhì)量比電容為147 F/g，比相同條件下的MnO2材料前提高了31％。 7、，合成了K0.5Mn2O4·1.5H2O材料。與MnO2材料不同，K0.5Mn2O4·1.5H2O材料在循環(huán)伏安圖上出現(xiàn)明顯的氧化還原峰，表明K0.5Mn2O4.1.5H2O材料存在較高的贗電容。實(shí)驗(yàn)表