基于碳纳米管复合材料的超级电容器研究

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1、■；ＪＵＮＩＶＥＲＳＩＴＹＯＦＥＬＥＣＴＲＯＮＩＣＳＣＩＥＮＣＥＡＮＤＴＥＣＨＮＯＬＯＧＹＯＦＣＨＩＮＡＩ！词硕±学位论文ＭＡＳＴＥＲＴＨＥＳＩＳｉ论文题目基于碳納米管复合材料的趨级电容器妍究■＇学科专业光学了程学号２０１２２１０５０５０２作者姓名，范江华指导教师陈泽禅教授分类号密缀ＵＤＣ学位论文基于蛾纳米管复合材料的趙级电容器研究（题名和副题名）范江华（作者姓名）指导教师陈泽禅教授电子种技大学成都（姓名、巧、称、单位名称）申请学位级别硕±

2、学科专业光学工程提交论义日期２０１５．０４．０２论文笞辩日期２０１５．０５．２６学位授予单位和日期电子科技大学２０１５年０６月３０日答辩委员会主席制吏评阅人旅梯化飾、曼ＩＵＤＣ注：注明《国际十进分类法》的类号。独创性声明本人声明所呈交的学位论文是本人在导师指导下进行的研究工作。据我所知及取得的研究成果，除了文中特别加标注和致谢的地方夕ｈ论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果，也不包含为获得电子科技大学或其它教育机构的学位或证书而使用过的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中作了明确的说明并表示

3、谢意。作者签名：：覆＞王曰期；如Ｊ年月曰；々少＾论文使用授权本学位论文作者完全了解电子科技大学有关保留、使用学位论文的规定，有权保留并向国家有关部口或机构送交论文的夏印件和磁盘，允许论文被查阅和借阅。本人授权电子科技大学可将学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可１＾采用影印、缩印或扫描等复制手段保存。、汇编学位论文（保密的学位论文在解密后应遵守此规定）作者签名：苑注＾导师签名：日期：年丈月么日ＩTHERESEARCHOFSUPERCAPACITORBASEDONCARBONNANOTUBECOMPOSITEMATERIAL

4、SAMasterThesisSubmittedtoUniversityofElectronicScienceandTechnologyofChinaOpticalEngineeringMajor:Author:JianghuaFan:Prof.ZexiangChenAdvisorSchool:SchoolofOptoelectronicInformation摘要摘要超级电容器因具备高比电容、高功率密度、绿色环保、循环寿命长等特点而受到全球科研工作者的广泛关注。其中，工作电极是超级电容器的重点组成部分，而电极性能的好坏则由电极材料和制备工艺决定。本文从制备具有高比电容的电极材料出发，分

5、别运用不同方法制备了氧化锰、碳纳米管/氧化锰、氧化钴、碳纳米管/氧化钴电极材料，采用X射线衍射、电子扫描电镜、X射线能谱仪等测试手段对材料成分进行了物相分析及表面形貌表征分析，通过计时电位法、循环伏安等测试方法讨论分析了所制备材料作为超级电容器的电化学特性，主要工作内容与结论如下：1、研究了温度对MnSO4和KNO3熔盐反应体系产物价态、晶体表面形貌以及电化学性能的影响。所制备出MnO2材料比Mn3O4材料的比电容高57.7%；在MnO2材料中加入CNTs能够使MnO2材料的内阻以及导电性能有所改善，测得的CNTs/MnO2复合电极的比电容为141.2F/g，比MnO2电极的比电容增

6、加了51.5%。2、对水热法不同温度合成的材料进行了成分形貌分析与电化学性能测试，结果表明在一定温度范围内，随着温度的提升，晶化程度不断提高，同等条件下水热法于150℃制备的针状MnO2比电容最高，达到97.7F/g；水热法合成的CNTs/MnO2复合电极的比电容为181.2F/g，比MnO2比电容提高了85.5%，比熔盐法制备的CNTs/MnO2复合电极比电容提高了28.3%。3、水热法制备的Co3O4电极在三电极体系下以6mol/L的KOH为电解质在10mA/cm2电流密度下测得的比电容为93.5F/g；在Co3O4先驱体反应体系中加入CNTs和活化剂CTAB制备出的CNTs/C

7、o3O4复合材料呈现包覆结构，分布均匀，空隙丰富，团聚现象减轻，在10mA/cm2电流密度下测得的比电容达179.1F/g，比Co3O4电极提高了91.5%。4、熔盐法、水热法制备的MnO2电极、Mn3O4电极以及CNTs/MnO2电极以Na2SO4为电解质，通过循环伏安测试表明其比电容主要通过吸附/脱附电子类型的赝电容来获得，而水热法合成的Co3O4电极和CNTs/Co3O4电极以KOH为电解质则主要是通过氧化还原反应类型的赝电容效应来获得比电容。关键词