混合材料在超级电容器中的应用 毕业论文外文翻译

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1、附录A英文文献附录B中文翻译混合材料在超级电容器中的应用A.Malak·K.Fic·G.Lota&C.Vix-Guterl·E.Frackowiak固体电化学[J](2010)14:811–816国防工业部10.1007/s10008-009-0856-8摘要：在目前的研究中，由LiMn2O4尖晶石酸化得到的氧化锰被用做超级电容器的正电极。在尖晶石中去除锂可以获得具有原子范围孔隙的MnO2化合物，因此，它可以获得有效的赝电容特性。另一方面，残留的锂依然保存在MnO2分层结构吸附离子的路径中。电极材料的物理特性，形态和比表面积用扫描透射显微镜和

2、氮吸附测量进行研究。用循环伏安法、恒流充放电、阻抗谱等进行了二电极和三电极电池的电化学参数。选用中性Li2SO4水溶液作为电解质。通过配置非对称的活性炭作为负极可以增大超级电容器的电压。不对称电容器在电压范围2.5V（循环测试限于2.0V）下运行，以及在100mA/g的电流密度下释放的比电容为60F/g。能够达到36Wh/kg的能量密度，但是功率密度比较一般。关键词：氧化锰；赝电容；不对称超级电容器；活性炭引言超级电容器进来引起极多的关注，主要因为与传统电池相比，它具有高功率密度，更高的效率和更长的循环寿命[1,2]。商业装置主要基于两个不对

3、称电极和有机电解液，使用有机电解质的超级电容器比使用水系电解质的超级电容器具有更高的电压稳定性。然而，应用有机电解质的装备从生态角度来讲并不友好，也不安全，更贵，因为它需要特定的制备条件。另外，有机电解质的电导率大约比水系电解质小两个数量级；因此，减少了可能的功率，这是另外的一个缺点。我们可以看到从工业观点来看水系电解质可能更有趣；但是在一个水系方案中，尽管它具有很高的比电容，它的电池电压也被局限在1V，随后，对于工业应用，能量密度和功率密度都不会令人满意。这样的事实使得人们接受了一种观念，就是在不对称装置中结合两种不同的电极，都在他们最佳的

4、电压范围内进行工作:负极具有高氢含量超电势，正极具有高氧含量超电势。这已经证明了使用混合物系统的电池能够显著的提高电压。有报道显示了这种使用复合了二氧化锰并用碳纳米管（MnO2/MWNTS）作为正极，活性炭作为负极的装置。这种装置能够使比电容达到200F/g,此外，它还可以在一个广泛的电压范围(水系为2V)内操作，极大的提高系统的能量[3,4]。操作电压的增长是由于存在于活性炭孔隙中可逆的氢吸附实现的[5,6]。另外，将电池的操作电压最大化电极的电容量是另一个不容忽视的因素，它能够改善超级电容器的性能。目前新的趋势致力于材料赝电容特性的应用，

5、它通过快速的和可逆的感应电流反应来储存能量，尤其是金属氧化物以及金属氧化物和碳材料的混合物[7,9]。不同的过渡金属氧化物如Co3O4,SnO2,MnO2,PbO2,和V2O5经过研究可以被用做水系电化学超级电容器的电极。根据文献数据，为了合成过渡金属氧化物和他们的混合物人们尝试了不同的方法[7,8]。这些实验包括电沉积或减少多空形态颗粒大小的氧化物的化学合成，制备碳纳米管以及碳材料的复合材料，导电聚合物和混合金属氧化物；但是材料的储存能力并没有显著提高，这表明制备金属氧化物/炭的复合材料的方法仍然没有被找到。一些关于锂夹层化合物如LiCoO

6、2,LiTi5O12,和LiTi3O7在有机电解质条件下作为电极应用于超级电容器的报道已经被发表[10,11]。同时，使用水系电解质，活性炭为负极，LiMnO4为正电极的混合超级电容器也已经被研究过了[12]。在我们的文献中，电性能增强的目的已经被达到，是通过在硫酸中浸入锂锰氧化物粉末从炭插层混合物中去除锂离子实现的。在LiMn2O4中去除锂元素的机理在之前已经被研究过了[13,14]，以下是反应方程式：2Li(Mn3＋Mn4＋)O4＋4H＋→3λ－MnO2＋Mn2+solution+2Li++2H2OLiMn2O4尖晶石立方体拥有拥挤不堪的

7、结构。八面体晶格的一般被锰离子占据，四面体的四分之一被锂离子占据。尖晶石的化学计量计算，锰离子存在两个共价形态，Mn3+和Mn4+各占一半，因此化学公式可以写成Li(Mn3+Mn4+)O4[15]。它已经表明经过酸性水溶液处理过的尖晶石形态的LiMn2O4材料导致转化的LiMn2O4接近纯净的MnO2,同时保留了LiMn2O4这个结构框架[13]。经过处理，大部分锂离子从四面体中被转移走了，但是尖晶石的结构框架被保留了。最终指定λ-MnO2为最终材料，提到过酸性处理导致了锰的分解，也可能出现一种结果就是部分Mn3+离子被氧化成价态更高的Mn4

8、+形态[14,16]。在本文中，具有物理化学特性和电化学特性的λ-MnO2的精制是从锂锰氧化物中提取出来的。部分加氢氧化锂的λ-MnO2的正电极应经被成功应用于不对