高性能二氧化锰电极材料的合成及超级电容器件组装

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1、＇■ｉ巧女樂化ｍｊｆｌｉ．編－．？苗纖．：ｉ＇．＇Ｉ＾高性能二氧化铺电极材料的合成及超级电容器件组装．？，：’；＇；．＇＇ｆ■一叶晴试，．．一’行二．－＇苗；廣Ｉ巧乂葬二〇—五年六月７Ｘ．分类号０６如．５４密级公开ＵＤＣ硕±学位论文高性能二氧化儘电极材料的合成及超级电容器件组装叶晴規学科专业物理化学研究方向无机功能材料论文答辩日期２０巧年５月巧日学位授

2、予日期２０巧．６．３０答辩委员会主席郭崇峰教授论文评闽人外审专家Ａ外审专家Ｂ广西大学学位论文原创性和使用授权声明本人声明所呈交的论文，是本人在导师的指导下独立进行硏究所取得的硏究成果。除已特别加氣主和致谢的地方外，论文不包含任何其他个人或集体已经发赫撰写的研究成果，断包含本編也人为获得广西大学或其它单位的学位而使用过的材料一。与我同工作的同事对本论文的研究工作所做的贡献均已在论文中作了明确说明。本人在导师指导下所完成的学位论文及巧关的职务作品，知巧产权归属广西大学：学校有

3、。本人授权广西大学拥有学位论文的部分使用权，即权保存并向国家有关部口或机巧送交学位论文的复印件和电子版，允许论文被查阅和借阅，可将学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索和传播，可采用影印、缩印或其它复制手段保存、汇编学位论文。本学位论文属于：□保密，在年解密后适用授权。為保密。请在臥上相应方框陆ｒｖ＇（ｏ论文作者签名：曰期：如：．．Ｊ／／娩／７／＇：：指导教师签名々４日期ＪＷ、６．（７７作者联系电话：电子邮箱：高性能二氧化铺电极材料的合成及超级电容器件组装

4、摘要一超级电容器是种新兴的储能元件，具有能量密度高、安全性高和操。作方便的优点，被认为是补充裡离子电池市场空缺的潜在设备超级电容一器储能机理般分为双电层电容和廣电容两类。相比双电层电容器，廣电容电容器具有更高的能量密度。在曆电容电极材料中，Ｍｎ〇２因其理论比电＾，？容高（１３７０Ｆｇ）、来源广泛、环境友好等优点，成为了最受欢迎的曆电一容电容器材料之。基于形貌和结构的Ｍｎ〇２可控合成已经有大量报导，但〇一是如何提高Ｍｎ２质量比电容和循环稳定性仍是项重大的挑战。本论文ｙＡ葡萄糖和高儘酸钟

5、为原料，分别采用回流沉淀法和水热法，合成了无定型二氧化儘微纳米结构，通过控制合成条件和引入外来离子，有效提高了产物的超电容性能。。所得产物组装为全固态超级电容器ｌＯＯ首先，利用简单的回流加热方式，在水溶液中获得了尺寸在ｎｍ左右的无定型儘氧化物纳米颗粒。通过对不同加热时间下所得产物的性能进行对比１６ｈ，产物具有最大的比表面和适合的孔径。，发现当回流时间为时对产物的电化学性能进行测试表明１６ｈ时，样品的质量比，当反应时间为－ｉ，电容值最高为３０９Ｆ。比表面积和含水量均是影响电容量的重要因素。

6、对ｇ。样品进行锻烧后，其含水量下降，电化学性能也随之下降＋第二，通过ＫＭｎ化和葡萄糖合成了低Ｋ离子含量的无定型Ｍｎ化，获得的产物由于层间间距比较大，有利于引入外来离子，从而具有良好的电＋化学性能。然而，随着Ｋ离子含量的増加，电容性能却随之下降。通过在＋＋。水热过程中引入Ｎａ离子，合成了Ｎａ离子嵌入Ｍｎ化在合适的嵌入含量，下，样品在１电流密度下其电容量为２９５Ｆ入电容性能的提高归因ｇ＋＋。于电极内Ｎａ扩散系数和电导能力的提高在材料合成基础上，将Ｎａ离子Ｉ嵌入Ｍｎ〇材料涂覆在石墨纸

7、上做电极，成功地制作出对称型超级电容器。２该超级电容器在ＬｉＣｌ／ＰＶＡ电解质中表现出良好的电化学性能，所组装的器件可点亮一盏ＬＥＤ灯。＋最后，利用Ｎａ离子嵌入Ｍｎ〇２电极材料Ｎ１制作了全固态对称型超级电容器器件，并结合活性炭制作了全固态不对称型超级电容器器件。分别讨论了电解质、隔膜种类对电容器性能的影响。采用Ｎａ２Ｍｏ〇４／ＰＶＡ为电解‘２质的电容器具有较为理想的超电容行为ｍＡ，ｃｍ。该不对称型电容器在５２１ｉｃｎｆｈ，电流密度下，面积比电容为２３２ｍＦ，能量密度可巧到３１．４７ＷＫ

8、告。关键词：盆氧化物；离子嵌入；超级电容器；无定型；回流沉淀法ＩＩ曲ＧＨ－ＰＥＲＦＯＲＭＡＮＣＥＭｎ〇ＥＬＥＣＴＲＯＤＥＭＡＴＥＲＩＡＬＳ：２ＳＹＮＴＨＥＳＩＳ乂ＮＤＦＡＢＲＩＣＡＴＩＯＮＯＦＳＵＰＥＲＣＡＰＡＣＩＴＯＲＡＢＳＴＲＡＣＴＳｕｅｒｃａａｃｉｔｏｒｓａｒｅｃｏｎｓｉｄｅｒｅｄ