超级电容器用氧化锰碳电极材料的研究

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1、摘婪超级电容器用氧化锰／碳电极材料的研究摘要超级电容器(Supercapacitor)因兼有常规电容器功率密度大、充电电池能量密度高、可快速充放电、寿命长等优点，作为一种新型能源越来越受到人们的重视。氧化锰电极因为其成本低，制各工艺简便，良好的电容性能成为目前研究的重点。本文以超级电容器用电极材料为背景，研究了氧化锰(MnO：)／碳复合电极材料，以期改进现有商业化碳基电容器比能量低的问题。以草酸锰(Mn(AC)2)还原Ⅺ妇04制备Mn02，同时添加活性碳，制备了Mn02，碳复合电极材料。研究了金属离子Ni、Co、Er、h掺杂对Mn0棚《复合材料结构和性

2、能的影响。同时对利用碳粉还原KMn04制备Mn02／碳复合材料作了初步研究。采用Ⅺ①、Ⅺ，S、sEM、CV及电化学阻抗，恒流充放电技术评价了Mn0撕炭复合材料的结构与性能的变化，并得出了以下结论：以活性碳为吸附剂，采用Mn(AC)2还原KMn04制备Mn02／碳复合电极材料的研究中发现，活性碳添加量为20％时，复合材料的放电电容量达到215．1F儋，交流阻抗分析结果显示，活性碳的添加显著降低了电极材料的反应阻抗。Mn02／碳复合电极材料中同时掺杂C0、h后，材料的Cv曲线显示平台电流对应的电压范围变宽，曲线的对称性更好，说明材料的电容特性得到改善，掺杂

3、后材料的比容量略有下降为200F儋。xPs分析表明，合成的氧化锰以四价态为锰氧化物为主。xRD结果显示，反应物浓摘要度对产物的结晶结构有影响，当浓度增加时，产物由Y．Mnoz转变为a·Mn02。关键词：超级电容器，氧化锰，循环伏安法，交流阻抗，xPS玎Abslradstudyonmanganeseoxide／carbonmaterialforsupercapacitorABSTRACTSupercapacitorisregaTdedasanewkindofene喀ysourcesbecauseoftheirexcellentproperties，suc

4、hashighpowerdensity’fastingcha赡eandrcchaFgeaIldlongusagelife．becauseofitslowcost，convenientpreparationmethodandgoodcapacitorpropenies，Manganesoxidebecomemofeandjmoreimportant．Basedonelectrodematerialsforsupercapacitor，studyonMn02／carboncompositesandhopetoincreaSecapacitanceofcur

5、rentcommericals．Mn02／carboncomposileswerepreparedbyusiIlgMn(AC)2todeoxidizeKMn04withactiVecarbon．ReseashoneffectsofstmctureandpropertyofMn02／CaTboncompositesafterdopedwimNi、Co、Er、LaionS．AtthesametimehaVeainitialresearchonMn02／carboncompositesbyusingcarbondeoxidizeKM_m04．11leirst

6、lllctureandmorphologywerecharacterizedbyXRD、)四S、SEM、CVA．C．impedance，galyanostaticchage，discha堰epotentialprofilerespectiVely．Itshowsthataddillg20％carbontoMn(AC)2andKMn04，tIlecapataIlceofMn02／carboncompositesis215．1F儋．TheA．CimpedancccuⅣesshowthatt11eimpedaIlceofMn02／carboncomposit

7、esdecreaseafteraddiIlgcarbonpowder．Mn02／acfiVecarbondopedwithErandLahaVewidefpotentialrangesthanpureMn02／actiVecarbon．ComparewithpureMn02／carbon，spedficcapacitanceofdopedcompositesdecreased．The¨TAbstraclspecificcapacitanceofdopedMn02／carbonis200F／g．XPSshowsthatMn4+isthemaincompo

8、nentofMn02／carboncomposites．XRDshowsthatcrystra