氧化锰合成及其电容行为评价

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1、独创性（或创新性）声明本人所呈交的硕士学位论文是本人在导师指导下所作的研究工作和取得的研究成果。尽我所知，除了在论文中特别标注的和致谢中所罗列的内容以外，本论文中并不包含它人已经发表或撰写过的研究成果；也不包含为了获得桂林电子科技大学或其它教育机构的学位或证书所使用过的材料。与我一起工作的老师和同学对本论文所做的任何贡献均已在论文中做了明确的说明并表示了感谢。申请学位论文与相关资料若有不实之处，本人承担一切相关责任。本人签名：日期：关于论文使用授权的说明本人完全了解桂林电子科技大学有关保留和使用学位论文的规定，

2、即：研究生在校攻读学位期间论文工作的知识产权单位属桂林电子科技大学。本人保证毕业离校后，发表论文或使用论文工作成果时署名单位仍然为桂林电子科技大学。学校有权保留送交论文的复印件，允许查阅和借阅论文；学校可以公布论文的全部或部分内容，可以允许采用影印、缩印或其它复制手段保存论文。（保密的论文在解密后遵守此规定）本学位论文属于保密在____年解密后适用本授权书。本人签名：日期：导师签名：日期：万方数据摘要摘要超级电容器作为一种介于电池和电容器之间的新型储能器件，具有能量密度高、功率密度高、使用寿命长和使用温度范围宽

3、等特点，在世界范围内引起了极大的关注。超级电容器的研究，主要集中在高性能电极材料和电极的制备上。本文以廉价的氧化锰作为超级电容器电极材料，结合多种电化学研究手段和材料研究测试方法，系统的研究了超级电容器的材料制备、结构与性能，以及影响电容特性的因素。主要研究内容和创新点如下：(1)以高锰酸钾和聚乙二醇(PEG400)为原料，采用化学沉淀法制备了无定型氧化锰超级电容器电极材料。以单因素实验确定了最佳的制备工艺条件为：高锰酸钾与聚乙二醇（PEG400）质量比为1:5(wt%)，反应温度60℃，反应时间2.5小时。借

4、助XRD，SEM，BET，FT-IR，氧化还原滴定，循环伏安和恒流充放电等技术对电极材料的物理性能及电化学性能进行了表征。研究结果表明，产物为无定型的类似球状颗粒，平2均粒径为100nm，比表面积110.87m/g,MnO2含量达到83.75%。产物在-0.6~0.4V(vs.SCE)的电位窗口内具有良好的超级电容特性，200mA/g的电流密度下恒流充放电测得单电极比容量达到420F/g，500圈循环后为180F/g。(2)以高锰酸钾和十二烷基硫酸钠(SDS)为原料，采用水热法制备出氧化锰超级电容器电极材料。以

5、单因素实验确定了最佳的制备工艺条件为：高锰酸钾与十二烷基硫酸钠（SDS）质量比为1:0.1(wt%)，反应温度130℃，反应时间20小时。借助XRD，SEM，BET，FT-IR，氧化还原滴定，循环伏安和恒流充放电等技术对电极材料的结构及电化学性能进行了表征。研究结果表明，产物为弱结晶α-MnO2，平均粒径为2100nm，比表面积125.19m/g,MnO2含量达到87.23%。产物在-0.6~0.4V(vs.SCE)的电位窗口内，9mol/LKOH电解液中具有良好的超级电容特性，200mA/g的电流密度下恒流充

6、放电测得单电极比容量达到570F/g，500圈循环后在220F/g以上。(3)研究了氧化锰电化学电容器组的组装方式对其电化学性能的影响，并对电容器组串、并联等方式对其性能的影响进行探讨。采用高锰酸钾和聚乙二醇(PEG400)的化学沉淀反应制备的氧化锰电极材料对环境友善，但其比容量仅为180F/g。采用高锰酸钾和硫酸的反应制备了性能较好的氧化锰超级电容器电极材料，但是由于采用硫酸为反应原料，所以此方法对环境不够友善。采用高锰酸钾和十二烷基硫酸那(SDS)水热制备氧化锰电极材料生产工艺简单，成本低，对环境友善，容量

7、性能较好，达到220F/g。此方法是工业化生产氧化锰超级电容器电极材料的较有潜力的方法。关键词：超级电容器；氧化锰；电极材料-I-万方数据ABSTRACTABSTRACTAsanewkindofenergystoragedevicesbetweenbatteriesandelectrostaticcapacitors,supercapacitorsischaracterizedwithexcellentenergydensity,highpowerdensity,longlifetimeandwidetempe

8、raturerangeforusing.So,thepromisingapplicationofsupercapacitorhavebeenattractingmoreandmoreattentionthroughouttheworld.Studiesonsupercapacitoraremainlyfocusedonthepreparationofhighperformanceele