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超级电容器是一种新型的储能元件,以其容量大、充放电速度快和循环寿命长等特点,在电动汽车、便携式仪器设备、航空航天、军事等领域有着广阔的应用前景。电极材料是直接影响超级电容器电容性能的重要因素。本文采用液相共沉积的方法制备了二氧化锰超级电容器的电极材料,并对其进行了改性研究。通过XRD和SEM等手段分析样品的结构形貌,通过循环伏安、交流阻抗和恒流充放电等测试对电极的电化学性能进行测试。
首先,用液相共沉积法采用五组不同的原料反应得到MnO2粉末。综合分析得知高锰酸钾和亚硫酸氢钠反应获得的MnO2电化学性能最好。经XRD和SEM检测分析,该样品为粒径20~50nm的无定形态MnO2。按照MnO2:炭黑:PTFE=65:30:5的比例制成电极,电解液为1mol/L的(NH4)2SO4溶液,在电流密度为5mA·cm-2时,单电极放电比容量达到305.25F·g-1。
然后,利用液相共沉积法在高锰酸钾和亚硫酸氢钠的反应中添加不同比例、处理后的CNT制成纳米复合MnO2材料,能够有效改善MnO2样品的团聚现象,掺杂后样品的电化学性能优于纯MnO2电极的电化学性能。当掺杂量为10%的时候,单电极放电比电容达到最大值,比容量大小为347.32F·g-1。
最后,在MnO2制备过程中掺杂三氧化二锑和二氧化锆,发现掺杂量n(Mn):n(Sb)为100:10的时候,放电比容量达到375.75F·g-1。但掺杂二氧化锆不能提高二氧化锰样品电化学性能。
首先,用液相共沉积法采用五组不同的原料反应得到MnO2粉末。综合分析得知高锰酸钾和亚硫酸氢钠反应获得的MnO2电化学性能最好。经XRD和SEM检测分析,该样品为粒径20~50nm的无定形态MnO2。按照MnO2:炭黑:PTFE=65:30:5的比例制成电极,电解液为1mol/L的(NH4)2SO4溶液,在电流密度为5mA·cm-2时,单电极放电比容量达到305.25F·g-1。
然后,利用液相共沉积法在高锰酸钾和亚硫酸氢钠的反应中添加不同比例、处理后的CNT制成纳米复合MnO2材料,能够有效改善MnO2样品的团聚现象,掺杂后样品的电化学性能优于纯MnO2电极的电化学性能。当掺杂量为10%的时候,单电极放电比电容达到最大值,比容量大小为347.32F·g-1。
最后,在MnO2制备过程中掺杂三氧化二锑和二氧化锆,发现掺杂量n(Mn):n(Sb)为100:10的时候,放电比容量达到375.75F·g-1。但掺杂二氧化锆不能提高二氧化锰样品电化学性能。