固相法合成纳米MnO2及其电容性能研究

《固相法合成纳米MnO2及其电容性能研究》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在学术论文-天天文库。

1、哈尔滨工程大学硕士学位论文摘要超级电容器是一种介于电池和静电电容器之间的新型储能元件。超级电容器能够满足电动汽车启动、加速等高功率输出的需要，也能用于电路元件、小型电器和直流开关电源等。由于超级电容器适合超大功率放电，其电极过程与化学电源有较大差别，开展超级电容器电极材料、电解液等基础领域的研究具有重要的理论意义和现实意义。本文采用低温固相法制备了纳米二氧化锰，通过x射线衍射(XRD)、透射电子显微镜(TEM)等手段对样品的结构及形貌进行了表征，通过循环伏安、恒流充放电和交流阻抗等电化学测试方法对MnO。超级电容在电极材料、电解液

2、和组装技术等方面进行了详细研究。低温固相反应制备的纳米MnO。经x射线衍射分析表明其是n—MnO。和v—MnO。组成的混合晶相。通过循环伏安和恒流充放电测试表明该电极材料在(NH。)。sO。溶液中具有优异的电容特性，放电比容量可达153．2F／g。当在(NH。)。sO。溶液加入0．4mol／L的K。s04溶液后，耐腐蚀时间增大了儿倍，而比容量仅减小15．6％。本文还选取了LiNO。／DMF有机电解液，测试结果表明在lmol／L的LiNO。／DMF溶液中其工作电压可达2V，比容量可达133F／g，等效串联电阻为10．032Qcm2，

3、经过1000次循环比容量损失小于10％。通过低温固相法制得的Maa02一La203复合材料，其放电容量可达230．3F／g，比Mn02电极材料提高近50％。MnO。一La。0。材料组装成单体电容后在(NH。)。sO。水溶液中放电容量提高35％，在LiNO。／DMF有机溶液中提高了13％。以琼脂为基体，通过改性处理，制备出新型超级电容器用隔膜材料。当改性剂(PAM)添加量为800ppm时，改性琼脂膜的吸液率与保液率分别为400．1％和335．1％，应用此隔膜的Mn02／C超级电容器放电比容量可达23．4F／cm3，比琼脂膜提高了49

4、％，经千次循环容量衰减仅为10％。在LiNO，／DMF电解液中聚酰胺微孔膜放电比体积容量可达15．3F／cm3。关键词：超级电容器；纳米二氧化锰；水系电解液；有机电解液；改性：隔膜材料堕堡堡三堡查堂堡主堂垡笙塞AbstractSupercapacitors，newenergystoragecomponentsbetweenbatteriesandelectrostaticcapacitors，couldmeetthehighpowerneedofelectricvehicleswhenstarting-uporaccelerati

5、ng．Theycouldalsobeusedaselectriccomponentsandpowersonrcesforsmallapparatusordirectcurrentswitches。Soit'sofgreatimportancetoresearchOiltherelevanttechnologyofsupercapacitors协realizeitindustrialization．Inthisdissertationweconductedaseriesofexperimentsresearchinginelectr

6、odematerials，electrolytes，assembletechniquesandotherrelatedtechniques《氇theaidsofthemeasuremethodssuch鑫scyclicvoltammetricmeasurements，constantcharge／dischargemeasurements，X-raysdiffraction，electrochemicalimpedancespectroscopy,transmissionelectronicmicroscopemeasuremen

7、tsandSOon．Nano—Mn02wassynthesizedbylowtemperaturesolid·phasereaction．XRDandTEMcharacterizationsuggestthattheproductcontainsd—Mn02andy-Mn02．Thecapacitivepropertiesweretestedbythecyclicvoltanmmgramsandtheconstantcurrentcharge／discharge。Thecyclicvoltammogramsofthenano—Mn

8、02showgoodcapacitiveperformance．Thedsichargecapacitancecallreachto153．2F／gin(NH4)2S04bytheconstantcurrentcharge／dischargecur